Review on winds, extratropical cyclones and their impacts in Northern Europe and Finland

Strong winds caused by powerful extratropical cyclones are one of the most dangerous and damaging weather phenomena in Northern Europe. Stormy winds can generate extreme waves and rise the sea level, which leads occasionally to storm surges in coastal areas. In land areas, strong winds can cause extensive forest damage. In general, windstorms induce annually significant damage for society. Moreover, due to climate change, the frequency and the impacts caused by the windstorms is changing. In this report, we introduce a literature review on the occurrence of strong winds, extratropical cyclones and their impacts in Northern Europe. We present the most important findings on both past trends and current climate on wind speeds and extratropical cyclones based on in-situ measurements and reanalysis data. We also briefly analyse impacts caused by extreme convective weather. Furthermore, we aim to respond to the question on how the wind climate in Northern Europe is going to change in the future under climate change. The decadal changes in the frequency of extratropical cyclones in Northern Europe follows the changes in the storm track regions. Regarding the past climate, confident estimates of the past trends are difficult to make due to inhomogeneities in the number and type of assimilated wind speeds into reanalysis data. Based on homogenized in-situ observations, the wind climatology in 1959-2015 in Finland shows a slight downward trend, but no trend is evident in the number of potential forest damage days in Finland. Possible change points are however detected for wind speeds and the impacts. Forest damage is not only a function of wind speeds but also the environmental factors, such as the amount of frost in the ground, play a role. In the future, the strongest signal in Northern Europe for slightly increasing wind speeds is in the autumn while other seasons do not show remarkable trends. It has been shown that the total number of the strongest windstorms are projected to decrease in the North Atlantic and Europe, but regional differences are likely to appear due to changes in the storm tracks. The strong wind gusts associated with thunderstorms in parts of Northern Europe will likely increase in frequency by the end of the 21st century.

Voimakkaista keskileveysasteiden matalapaineista johtuvat myrskytuulet ovat yksi eniten vaaraa ja vahinkoa aiheuttavista sääilmiöistä Pohjois-Euroopassa. Myrskytuulet aiheuttavat korkeita aaltoja ja nostavat meriveden pintaa, mikä johtaa toisinaan merivesitulviin. Sisämaassa voimakkaat myrskytuulet aiheuttavat ajoittain laajoja metsätuhoja. Myrskyistä koituu vuosittain merkittäviä vahinkoja yhteiskunnalle. Ilmastonmuutoksen myötä myrskyjen toistuvuus ja tuulista johtuvat tuhot muuttuvat. Raportissa käydään kirjallisuuden pohjalta läpi voimakkaiden tuulien ja myrskyjen esiintyvyyttä Pohjois-Euroopassa. Raportissa esitellään tärkeimmät havaintoihin ja uusanalyyseihin perustuvat tutkimustulokset tuulista, myrskyistä ja niiden vaikutuksista. Lisäksi esitellään lyhyesti muutoksia konvektiivisten säähäiriöiden aiheuttamissa tuulissa. Lopuksi pyritään vastaamaan kysymykseen, miten tuulisuus tulee muuttumaan Pohjois-Euroopassa ilmastonmuutoksen myötä. Myrskyjen lukumäärän alueelliset muutokset ovat sidoksissa myrskyratojen muutoksiin. Menneiden myrskytrendien tutkiminen uusanalyysien avulla on kuitenkin osoittautunut ongelmalliseksi, koska eri uusanalyyseihin on assimiloitu vaihteleva määrä ilmakehän havaintoja ja siten aineisto on epähomogeenista. Yksittäisten uusanalyysien pohjalta ei näin ollen voida tehdä varmoja johtopäätöksiä menneistä myrskytrendeistä. Kirjallisuuden mukaan voimakkaat tuulet ovat olleet Suomessa laskusuunnassa vuosina 1959-2015, mutta potentiaaliset metsätuhopäivät Suomessa eivät näytä vähentyneen. Metsätuhojen määrään vaikuttaa tuulisuuden lisäksi myös muun muassa maaperän roudan määrä. Metsätuhojen ja tuulisuuden trendeissä on lisäksi havaittu viime vuosina mahdollisia käännekohtia. Tutkimusten mukaan Pohjois-Euroopassa ei ole odotettavissa suurta muutosta tuulisuudessa, joskin syksyisin keskimääräisen tuulisuuden odotetaan hieman lisääntyvän. Voimakkaiden myrskyjen kokonaislukumäärä Pohjois-Atlantilla tulee todennäköisesti laskemaan, mutta alueellisia eroja voi ilmetä myrskyratojen muutoksista johtuen. Kesän rajuilmoihin liittyviä voimakkaita tuulenpuuskia voi vuosisadan loppuun mennessä Pohjois-Euroopassa esiintyä useammin kuin nykyilmastossa.