Marjo Hippi, University of Helsinki, Faculty of Science, Doctoral Programme in Atmospheric Sciences, Finnish Meteorological Institute, Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Ilmakehätieteiden tohtoriohjelma, Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, Doktorandprogrammet i atmosfärvetenskap, Leviäkangas, Pekka, Kangas, Markku, and Järvinen, Heikki
Wintertime slip injuries are a very common problem in Finland as well as in other countries where winter conditions are frequent. According to surveys, on average every third person in Finland slips each winter and more than 50,000 persons are injured needing medical attention. Slipping causes human suffering as well as significant financial costs due to medical expenses and sick leaves. On some of the most slippery days, the number of slipping injuries can be so high that the hospital emergency departments are crowded with patients requiring surgery. The severity of slipping injuries typically increases with age. In addition, the number of slips and slip related injuries are more common among women than men. Finland has set a goal to increase the share of sustainable transport modes, such as walking and cycling, in the future. The aim is to reduce greenhouse gas emissions from transport and improve public health. Walking and cycling are to be the primary means of transport, especially for short distances in dense urban areas. In addition, the aim is to improve traffic safety and to develop walking and cycling infrastructure. This dissertation presents in which weather situations slips occur more than usual. In addition, the work presents a meteorological tool to help predicting weather conditions that cause pedestrian sidewalk slipperiness. Weather has a significant role in pedestrian’s wintertime slips and resulting injuries. In this dissertation, it has been investigated what are the weather situations that increase the risk of slipping and what is the spatio-temporal distribution of slips. Special attention has been given to situations with clearly more slips than usual, i.e. so called peak days of slipping injuries. The results show that snow and ice significantly increase the risk of slipping, and that most of the wintertime slips occur when the temperature is near zero degrees or slightly below it. This dissertation presents a numerical model predicting slipperiness from the pedestrian’s point of view. The model is developed at the Finnish Meteorological Institute. The thesis presents the physical principles of the model and how the slipperiness classification is implemented. The model is a tool for meteorologists to supports the decision making when issuing warnings about slippery sidewalk conditions. In addition, the model benefits winter road maintenance personnel and also public with better sidewalk condition and issued warnings. Climate change will have a major impact on future winters, especially in the northern latitudes. The winter season is shortened and near zero temperatures are becoming more frequent also during mid-winter, meaning more slippery conditions during that period. It is expected that the slip period will become shorter but at the same time more intense. Talvikauden liukastumisonnettomuudet ovat hyvin yleinen ongelma Suomessa niin kuin myös muissa maissa, joissa talviolosuhteet ovat yleisiä. Kyselytutkimusten perusteella noin joka kolmas suomalainen liukastuu talvisin ja noin 50 000 liukastuu niin pahasti, että joutuu käymään sairaalassa tai ensiavussa liukastumisvammojen vuoksi. Liukastumista aiheutuu inhimillistä kärsimystä sekä merkittäviä taloudellisia kustannuksia niin sairaanhoitokulujen kuin sairauspoissaolojen kautta. Pahimpina päivinä liukastumisia saattaa tapahtua niin paljon, että sairaaloiden päivystykset ruuhkautuvat leikkausta tarvitsevista potilaista. Liukastumisvammojen vakavuus kasvaa yleensä iän myötä. Lisäksi liukastumisia ja niistä aiheutuvia vammoja sattuu enemmän naisille kuin miehille. Suomi on asettanut tavoitteeksi lisätä kestävien liikennemuotojen, kuten kävelyn ja pyöräilyn, kulkutapaosuutta tulevaisuudessa. Tavoitteena on liikenteestä aiheutuvia kasvihuonepäästöjen vähentäminen sekä kansanterveyden parantaminen. Kävely ja pyöräily halutaan saada ensisijaiseksi liikkumismuodoksi etenkin tiiviillä kaupunkiseudulla lyhyillä matkoilla. Lisäksi tavoitteena on parantaa liikenneturvallisuutta sekä kehittää kävely- ja pyöräilyinfrastruktuuria. Tämä väitöskirjatyö esittelee säätilanteita, joissa liukastumisia sattuu tavanomaista enemmän. Lisäksi työssä esitellään meteorologinen työkalu, joka auttaa jalankulkuliukkautta aiheuttavien säätilanteiden ennustamisessa. Säällä on merkittävä vaikutus jalankulkijoiden talvikauden liukastumismääriin. Tässä väitöskirjatyössä on tutkittu, mitkä säätekijät lisäävät liukastumisriskiä ja miten liukastumismäärät jakautuvat alueellisti ja ajallisesti. Erityishuomio on tilanteissa, joissa liukastumisia sattuu selvästi tavanomaista enemmän, eli ns. liukastumisten piikkipäivissä. Tulokset osoittavat, että lumi ja jää lisäävät selvästi liukastumisriskiä ja suurin osa talvikauden liukastumisista sattuu silloin, kun lämpötila on nollan vaiheilla tai vähän pakkasen puolella. Tässä väitöskirjatyössä esitellään Ilmatieteen laitoksella kehitetty numeerinen malli, joka ennustaa jalkakäytävien liukkautta. Työ esittelee mallin fysikaalisen toiminnan ja sen, miten liukkauden mallintaminen on toteutettu. Malli toimii päivystävien meteorologien apuvälineenä ja päätöksenteon tukena, kun annetaan varoituksia erittäin liukkaista jalkakäytävistä. Meteorologien lisäksi mallista hyötyvät myös kaupungin teiden talvikunnossapito sekä varoitusten kautta myös kansalaiset. Ilmastonmuutos tulee vaikuttamaan voimakkaasti tulevaisuuden talviin etenkin pohjoisilla leveyspiireillä. Talvikausi tulee lyhenemään ja nollan läheisiä lämpötiloja ennustetaan olevan tulevaisuudessa enemmän. Tämä tarkoittaa, että liukkautta esiintynee tulevaisuudessa enemmän myös keskitalvella. On odotettavissa, että liukastumiskausi tulee muuttumaan lyhyemmäksi mutta samalla intensiivisemmäksi.