Sola bermudatakilassa

Bermudatakila muodostuu kahdesta karkeasti ottaen kolmion muotoisesta purjeesta. Keulapurje on nimensä mukaisesti keulassa maston etupuolella, ja maston takana on isopurje. Näiden purjeiden välissä on pystysuuntainen rako, sola.

Tuskin mihinkään muuhun takilan osaan kohdistuu niin paljon väärinymmärrystä ja vääriä tulkintoja kuin solaan. Tyypillinen väite on, että sola kiihdyttää virtausta ja parantaa näin purjeiden toimintaa. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa. Tässä tekstissä seurailen Arvel Gentryn jo 1970-luvulla esittämää selitystä, jonka myös CFD-laskenta on myöhemmin osoittanut hyvinkin oikeaksi. 

Tarkastellaan ensin purjetta yleisesti. Sekä keula- että isopurje ovat siipiprofiileja, jotka viskoosissa virtauksessa saadaan vastusvoiman lisäksi tuottamaan voima, joka ei ole virtauksen suuntainen ja jota kutsutaan nostovoimaksi. Tämä voima syntyy virtauksen (syystä tai toisesta) synnyttämästä paine-erosta siipiprofiilin eri puolilla. Profiilin pinta-alayksiköllä syntyvän voiman suuruus riippuu paine-erosta pinta-alayksikön eri puolilla, ja suunta pinta-alayksikön normaalivektorin suunnasta. Purjevenettä vie parhaiten eteenpäin voima, joka suuntautuu mahdollisimman hyvin veneen kulkusuuntaan. Vastaavasti venettä pyrkii viemään sivulle sellaiselle pinta-alayksikölle syntyvä paine-ero, jonka normaali osoittaa veneen sivulle. Koska köli estää liikettä sivuttain, tämä voima kallistaa venettä.

Suurempi paine-ero tuottaa suuremman voiman. Paine-ero puolestaan riippuu mm. ilman virtausnopeudesta purjeen ympärillä. Mitä isompi virtausnopeus on, sitä isompi on alipaine purjeen suojanpuolella, ja mitä pienempi virtausnopeus on, sitä isompi on ylipaine purjeen tuulenpuolella. CFD-laskennan perusteella tiedetään, että noin kaksi kolmannesta purjeen voimista syntyy suojan puolella alipaineen vaikutuksesta, ja yksi kolmannes tuulen puolella.

Virtausta purjeen takaliikissä sitoo ns. Kutta-ehto (Martin Wilhelm Kutta 1867-1944); saksalainen aerodynaamikko), jonka mukaan purjeen eli puolilta yhtyvän virtauksen tulee takaliikissä olla yhtä nopeaa. Ei siis ole mahdollista, että lähellä purjetta purjeen eri puolilta yhtyvät virtaukset olisivat eri nopeuksisia.

Lisäksi siipiprofiileilla on viskoosissa virtauksessa outo ominaisuus: ne kääntävät virtausta jo ennen kuin virtaus osuu profiiliin. Tämä johtuu siitä, että profiilin aiheuttama ilmahitusten liiketilan muutos välittyy viskositeettivoimien kauttaa hitusiin, jotka eivät vielä ole kohdanneet profiilia. Tätä kutsutaan upwash-ilmiöksi; fennomaaninen suomennos on ylöstaite. Purjeen etureunaan (kovalla myötätuulella takareunaan) osuva virtaus ei siis tule vallitsevan apparenttituulen suunnasta, vaan hiukan kääntyneenä poispäin purjeen jänteestä. Ilmiön ulottuvuudet riippuvat mm. purjeen koosta ja kohtauskulmasta.

Tarkastellaan tilannetta, jossa keulapurje on yksinään tuulessa. Sopivasti trimmattuna se tuottaa nostovoimaa, joka vie venettä eteenpäin, ja sillä pystytään purjehtimaan tiettyyn tuulikulmaan vastatuuleen. Keulapurjeen etuosassa pinta-alayksiköiden normaalit sojottavat paljolti veneen keulaa kohti, joten erityisen tärkeä on purjeen etureunassa syntyvä voima.

Sama tilanne syntyy, kun isopurje on yksinään tuulessa. Isopurjeella on kuitenkin lisäksi etureunassaan masto. Masto ei ole purjeen aerodynamiikan kannalta hyvä, sillä se aiheuttaa suojan puolelle taakseen pyörteen, josta syntyy helposti separaatiokupla, eli virtaushäiriö joka muuttaa isopurjeen suojapuolen virtauksen laminaarisesta turbulentiksi koko purjeen matkalta ja romahduttaa purjeen voimantuoton. Erityisesti masto estää purjehdusta ylös tuuleen, sillä separaatiokupla syntyy jo sellaisilla kohtauskulmilla, jotka keulapurje kestäisi hyvin. Pyörre sinänsä on hankala, koska se aiheuttaa turbulentin virtauksen juuri isopurjeen etuliikkiin, joka keulapurjeen tavoin on venettä parhaiten eteenpäin vievä purjeen osa, koska purjepinnan normaalit osoittavat siinä eniten veneen kulkusuutaan.

Kun nyt sitten nostetaan molemmat purjeet, ne alkavat vaikuttaa toisiinsa useilla suorastaan taianomaisilla tavoilla. Tarkastellaan seuraavassa pääasiassa kryssisuuntia: tulokset laajenevat myös muille tuulensuunnille.

Ensinnä isopurjeen laajalle ulottuva upwash alkaa kääntää tuulta myös keulapurjeelle. Tämän seurauksena keulapurjeelle tuleva tuuli kääntyy sivulle merkittävästi, jolloin keulapurje-isopurje -yhdistelmällä pystytään ajamaan huomattavasti ylemmäs tuuleen kuin pelkällä keulapurjeella.

Vielä merkittävämpää on se, että keulapurjeen takaliikki on nyt isopurjeen suojanpuolella alueessa, jossa isopurje kiihdyttää omaa suojanpuolen virtaustaan. Tämän seurauksena virtaus koko keulapurjeessa kiihtyy ja alipaine purjeen takana kasvaa. Keulapurjeen voimat kasvavat huomattavasti. Kutta-ehto vaatii, että myös tuulenpuolen virtaus keulapurjeessa kiihtyy, mutta koska alipainepuolen ilmiöt ovat ratkaisevampia, kokonaisuutena keulapurjeen voimantuotto kasvaa. Kuvassa alla on esitetty Arvel Gentryn jo 1980-luvulla tekemä laskelma paine-erosta keulapurjetta pitkin laskettuna ilman isopurjetta ja isopurjeen kanssa. Cp viittaa painekertoimeen eli dimensiottomaan suhteelliseen paineeseen ja x purjeen pituuteen ( 0 = Etuliikki, 12 = takaliikki; oletettavasti Gentry käyttää tässä jonkin purjeen pituutta jollakin korkeudella jalkoina). Katkoviivalla on merkitty painekerroin eri kohdissa purjetta ilman isopurjetta molemmin puolin purjetta (negatiivinen Cp on alipaine), ja yhtenäisellä viivalla isopurjeen kanssa. Nähdään, että suojan puolella isopurjeen kiihdyttämä virtaus aiheuttaa kautta purjeen puolitoista-kaksinkertaisen alipaineen, kun taas suojan puolella kiihtynyt virtaus pienentää painekerrointa lähinnä tuulen puolella purjeen takaosassa. Erityisen tärkeää on, että nettopainekerroin lähellä purjeen etuliikkiä kasvaa huomattavasti – tämä on juuri se osa purjetta, joka vie venettä parhaiten eteenpäin! Alemmassa kuvassa suojan puolen painevoima on visualisoitu profiiliin.

Entä sitten isopurje? Ensinnä  Keulapurje (ja sola) hidastavat virtausta isopurjeen etuosassa. Tämä pienentää maston separaatiokuplaa sekä paineen muutosnopeutta pintaa pitkin, mikä tarkoittaa, että isopurje voidaan jalustaa isommalle kohtauskulmalle kuin ilman keulapurjetta. Näin isopurje saadaan vielä paremmin kääntämään keulapurjeen virtausta ilman vaaraa purjeen sakkaamisesta, millä on kryssillä erityisen iso merkitys. Kuvassa alla on esitetty isopurjeen painekerroin (Cp) pitkin isopurjeen pituutta x ilman keulapurjetta (katkoviiva) ja keulapurjeen kanssa. Ilman keulapurjetta painekerroin isopurjeen etuosassa olisi iso. Tulos on kuitenkin teoreettinen, sillä nopeasti kasvava paine (pienenevä alipaine) yhdistettynä mastopyörteeseen aiheuttaa sen, että virtaus irtoaa ja purje sakkaa. Keulapurjeen kanssa isopurje ei itse asiassa juurikaan tuota paine-eroa eli voimaa. Tämä ei ole niin vakavaa kuin voisi ajatella, sillä voima isopurjeessa sen ollessa jalustettuna keskelle vain kallistaisi venettä, ja separaatiokupla estäisi eteenpäin vievän voiman tuoton isopurjeen etuliikissä.

  

Lopuksi voidaan kysyä, mihin solaa tarvitaan. Eikö yksi iso yhtenäinen purje ilman solaa toimisi yhtä tehokkaasti? Todennäköisesti yhden ison purjeen painejakauma muistuttaisi keulapurjeen painejakaumaa ilman isopurjetta (fig. 6 katkoviiva). Painevoimat olisivat varmastikin vähän isommat suuremman pinta-alan takia, mutta myös vastusvoimat kasvaisivat. Lisäksi painejakauma olisi sellainen, että samalla eteenpäin vievällä voimalla vene kallistuisi solallista ratkaisua paljon enemmän. Erityinen takaisku olisi upwashin menettäminen; tällaisella purjeratkaisulla ei pystyttäisi purjehtimaan tuuleen yhtä ylös kuin kahdella erillisellä purjeella. Kahteen purjeeseen liittyy luonnollisesti myös kaikenlaisia mittakaava-, sivusuhde- ja käsiteltävyysetuja, jotka menetettäisiin yhdellä purjeella.

Näin olemme nähneet, että purjeilla on merkittävää salaista yhteispeliä. Purjeiden asettelu niin, että väliin jää sola, samaan aikaan vähentää isopurjeen virtausnopeuksia, paine-eroja ja kallistavia voimia sekä lisää keulapurjeen virtausta, paine-eroja ja eteenpäin vieviä voimia ja mahdollistaa purjehtimisen ylemmäs tuuleen. Ja niin – virtaus solassa ei kiihdy, vaan oikeastaan hidastuu.

Kuvat: Arvel Gentry, The Application of Computational Fluid Dynamics to Sails , Proceedings of the Symposium on Hydrodynamic Performance Enhancement for Marine Applications, Newport, Rhode Island, October 31 - November 1, 1988

 

 

 

 

 

 

 

 

Veneilyn tiskausvesien ympäristövaikutuksista

Veneilyssä harmaavedet päästetään usein suoraan mereen. Onko tällä käytännöllä kielteisiä vaikutuksia vesiluontoon? Mielipiteitä on monia, mutta faktoja asiasta ei ole esitetty. Esitän tässä yksinkertaisen tiedonkeruun tuloksia ja pitoisuuslaskelmia. Näkökulma on tekninen ja dataan perustuva - arvokysymyksiä ei käsitellä.

Tämä on käsittääkseni ensimmäinen yritys kvantifioida huviveneiden tiskausvesien vaikutuksia Suomessa. Eräänä vertailukohtana toimii BSAG:n teettämä selvitys Kotka-Haminan satamassa käyvien laivojen harmaajätevesistä. Sen johtopäätösten mukaan joitakin paikallisia vaikutuksia saattaisi syntyä, mutta Itämeren tasolla päästöt ovat merkityksettömiä. Todennäköisesti laivojen harmaavesien koostumus poikkeaa huviveneiden tiskivesien koostumuksesta, mutta johtopäätökset ovat samansuuntaisia tässä esitetyn kanssa. 

Yhdyskuntajätevedet – joita myös huviveneiden jätevedet ovat - jaetaan mustiin ja harmaisiin jätevesiin. Mustat jätevedet koostuvat virtsasta ja ulosteesta sekä wc-paperista ja wc-huuhteluvesistä. Harmaat jätevedet (harmaavedet) koostuvat ruuanlaiton ja syömisen, peseytymisen, vaatteiden pesemisen ja siivoamisen jätevesistä.

Keskeisiä jäteveden vaikutuksia ja laadun mittareita ovat

• Jätevesien kyky ravita kasveja so. rehevöittävä vaikutus: mittarina jäteveden sisältämä kokonaisfosfori- ja kokonaistyppimäärä Ptot ja Ntot
• Jätevesien kyky poistaa happea vedestä: mittarina jätevedessä olevan orgaanisen aineen määrä, joka toimii happea käyttävien pieneliöiden ravintona. Käytännössä ainemäärää ja -laatua mitataan selvittämällä, kuinka paljon vedestä häviää liuennutta happea tietyssä aikayksikössä (BOD-biologinen hapenkulutus; yleensä ilmoitetaan hapenkulutus 5 tai 7 vuorokaudessa)

Muita mittareita ovat mm.

•  Ylipäätään hapetettavissa olevan aineen määrä, jota mitataan kemiallisella hapenkulutuksella (COD). Kemiallisen ja biologisen hapenkulutuksen suhde kertoo karkeasti, miten iso osa jäteveden kiintoaineesta soveltuu pieneliöiden ravinnoksi.
•  Fysikaaliset ominaisuudet kuten lämpötila, väri, kiintoainepitoisuus, sameus ja pH
• Erilaiset vierasaineet kuten raskasmetallit ja ksenobioottiset (luontoon kuulumattomat) orgaaniset yhdisteet
• Eri kemikaalien reaktio- ja hajoamistuotteet
• Mikro-organismit.

Harmaiden jätevesien koostumusta on tutkittu kirjallisuudessa yllättävän paljon; pääajurina on ollut harmaavesien kierrättämismahdollisuuksien selvittäminen kotitalouksissa. Myös keittiö-, pyykinpesu- ja suihkuharmaavesiä on tutkittu erikseen.

Kirjallisuuden perusteella voidaan arvioida, että keittiöharmaaveden biologinen hapenkulutus on suuruusluokkaa 200-1400 mg/l  ja kokonaistyppi useita kymmeniä milligrammoja litrassa. Kokonaisfosforin osalta tilanne on hankala, sillä suuri osa kirjallisuudessa esitetyistä tuloksista on ilmeisesti peräisin ajalta tai alueilta, jossa fosfaatit astianpesuaineissa ovat olleet sallittuja. Myöskään ei aina tiedetä, onko keittiöjätevettä ollut tuottamassa myös astianpesukone. Kirjallisuuden mukaan astianpesuaineiden fosfaatit aiheuttavat suurimman määrän keittiöharmaaveden kokonaisfosforista. Fosfaatit astianpesuaineissa ovat kuitenkin olleet EU:ssa käytännössä kiellettyjä vuodesta 2017.  Vanhoissa kirjallisuudessa esitetyissä mittauksissa kokonaisfosforia on keittiöharmaavedessä kymmeniä milligrammoja per litra. Kokonaisfosfori vaihtelee sen mukaan, paljonko tiskausvedessä on ruuantähteitä. Veneissä usein veden vähyyden vuoksi ruokaisiksi jääneet astiat pyyhitään paperilla, mikä vähentää ruuantähteiden määrää.

Muut mittarit ovat vähemmän tärkeitä keittiöharmaaveden kannalta. Keittiöharmaavesissä ei tyypillisesti esiinny raskasmetalleja, ja astianpesuaineiden tensidien tulee EU:ssa olla biohajoavia. Lisäksi tensidit esiintyvät rasvan kanssa miselleinä, joissa ne ovat kiinnittyneitä rasvapartikkeleihin ja ovat näin käytännössä inaktiivisia, edellyttäen että tiskiainetta on annosteltu oikein.  Mikro-organismeja voi esiintyä keittiöharmaavedessä lähinnä jos vesiin huuhdellaan pilaantunutta ruokaa.

Yhden tiskauskerran vaikutuksia

Jos oletetaan, että tiskausharmaavesi (tiskivesi) on koostumukseltaan lähellä keittiöharmaavettä ja veneessä syntyy yhdellä tiskauskerralla 5 litraa, tiskivesialtaallisen

• biologinen hapenkulutus on tuhansia milligrammoja
• kokonaistyppi on luokkaa satoja milligrammoja
• kokonaisfosfori on todennäköisesti joitakin kymmeniä milligrammoja.

Oletetaan, että yhden tiskauksen vedet laimenevat veneen alle (esim. 3 x 10 x 2.5 m3) so 75000 litraan.

• Jos merivedessä on happea 10 mg/l, tässä vesimäärässä on happea 750000 mg. Hapenkulutus (noin viikon aikana!) on prosentin suuruusluokkaa tästä
• Suomenlahdella ja saaristomerellä meriveden keskimääräinen kokonaistyppipitoisuus on SYKE:n merentilaindikaattoreiden mukaan 350-400 mikrogrammaa/l. 75000 litrassa kokonaistypen määrä on siis 26 250 000 mikrogrammaa eli noin 30 g. Typpilisä on suuruusluokaltaan prosentin luokkaa.
• Keskimimääräinen meriveden fosforipitoisuus noin 15-30 mikrogrammaa/l (Suomenlahti) ja 15-20 mikrogrammaa/l (Saaristomeri). Vähimmillään veneen alla on 1125000 mikrogrammaa so noin 1 gramma fosforia. Riippuen tiskivesien pitoisuudesta fosforilisä veneen alla lienee muutaman prosentin luokkaa.

Tiskivedet sekoittuvat ympäröivään veteen nopeasti mm. lämpötila- ja konsentraatioerojen sekä veden liikkeiden takia. Kun tiskivesi on levinnyt esim. 30 x 9 x 4 m3 alueelle eli n. 1000 kuutioon (miljoona litraa), hapenkulutus, typpilisä ja fosforilisä ovat jo alle promilleluokkaa. 

Paikallisvaikutukset

Jos vesi vaihtuu satamapaikoissa, tai vene on kulussa, yksittäisen tiskivesipäästön vaikutukset jäävät siis varsin pieniksi. Suojaisissa satamalahdissa vesi ei vättämättä pääse vaihtumaan niin, että fosfori ja typpi laimenisivat tai merivesi korvautuisi runsashappisemmalla. Jos paikassa käy paljon veneitä, jatkuva tiskivesikuormitus saattaa näissä paikoissa aiheuttaa edellisten kuvailujen valossa paikallista rehevöitymistä ja happikatoa. jos esimerkiksi tiskivesien kiintoaine laskeutuu koko ajan veneiden alle, kiinnittymispaikkojen edustalla saattaa syntyä paikallisia hapettomia pohja-alueita, mikä voi aiheuttaa sulfidimuodostusta. Yksi indikaatio tilanteesta voi olla esimerkiksi ankkurin mukana nousevan maa-aineksen rikinkatkuinen tuoksu. Tällainen kehitys luonnollisesti heikentää näiden paikkojen luonnon tilaa ja virkistysarvoa.

Vaikutukset Itämeren tasolla

Aiemmassa postauksessani arvioin, että Suomessa syntyisi noin 25 retkiveneilypäivää niillä 40000 veneellä, joissa on vesi-wc. Todennäköisesti myös muunlaisissa veneissä tiskataan, mutta arvioidaan suuruusluokkaa tältä pohjalta. Jos veneessä tiskataan 2 x päivässä, syntyy tiskivettä näistä veneistä noin 10000 kuutiometriä. Tämän tiskiveden kokonaisfosfori on luokkaa 100 kg (0,1 tonnia) ja kokonaistyppimäärä luokkaa 1000 kg (1 tonni). Suomessa syntyvä fosforikuorma on vuosittain noin 3600 tonnia ja typpikuorma kymmeniä tuhansia tonneja. Vaikka tiskausmäärät olisivat moninkertaisia edellä arvioituun verrattuna, tiskivesillä ei Itämeren tasolla ilmeisesti ole juurikaan merkitystä rehevöitymisen kannalta.

Vaikutukset maassa

Usein tiskivedet kaadetaan maahan vesistövaikutusten välttämiseksi. Koska yleensä erillisiä harmaavesisäiliöitä ei ole, vesi siirretään maihin pesuvadissa tai vastaavassa. Siirtoprosessissa on omat riskinsä, sillä vati vaatii yleensä kaksi kättä, jolloin siirtyminen veneestä maihin astian kanssa on hankalaa. 

Tiskivesien vaikutuksia maaekosysteemissä ei tunneta. Se tiedetään, että esimerkiksi kiinteillä maalle perustetuilla tiskauspaikoilla tiskausvedet aiheuttavat muutoksia maaluonnossa. Kiinnostava kysymys on, onko perusteltua kuormittaa maaluontoa rantautumispaikkojen lähellä, jos vesiluonto paikalla on sellainen, että vaikutukset laimenisivat nopeasti.

Suosituksia

• Käytä vesiluonnon kannalta mahdollisimman haitattomia tiskiaineita (oma kysymyksensä on, mitkä ovat sellaisia)
• Annostele tiskiaine oikein. Vapaat tensidit ovat luonnolle todennäköisesti paikallisesti hankalia ennen biohajoamistaan
• Älä päästä tiskivesiä veteen satamapaikoilla, joissa vesi ei vaihdu.
• Kulussa ja satamapaikoissa, joissa vesi vaihtuu, tiskivesien päästämisestä mereen ei ole oleellista haittaa
• Rakenna turvallinen tapa siirtää tiskivedet rantaan. Pesuvati, purjevene ja liukas kallio tai laituri eivät ole hyvä yhdistelmä.
• Jos rantaan siirtäminen on haasteellista, pidätä tiskivedet lavuaarissa ja päästä ne kulussa, tai rakenna erillinen harmaavesitalteenotto.
• Älä jätä tiskiveteen ruuanpaloja, jotka voisivat houkutella haittaeläimiä
• Pyri hajauttamaan maakuormitusta viemällä tiskivesi riittävän kauas satamapaikasta.

 

 

Yhdistyksen ympäristöohjelmasta

 Päädyin mukaan laatimaan erään yhdistyksen ympäristöohjelmaa. Yhdistyksessä oli ollut ympäristöohjelma pitkään, ja nyt se pitäisi päivittää. Yhdistyksen toiminta liittyy veneilyyn.

 Mikä on ympäristöohjelma?

 Ympäristöohjelma kuvaa, miten organisaatio suhtautuu ympäristöön, yleensä luontoympäristöön. Ohjelman tarkoituksena on usein määritellä organisaation tavoitetila ja toiminta ympäristöasioissa sekä kannustaa organisaation jäseniä ja vastuuhenkilöitä toimimaan ympäristöystävällisemmin.

 Jäsenten lisäksi ympäristöohjelma tavoittaa jäseneksi aikovat, palkatut henkilöt, alihankkijat, vuokranantajat, satamapaikkojen naapurit, kunnat, muut veneilijät sekä veneala ja sen järjestöt. Näille sidosryhmille ympäristöohjelman tarkoitus on usein kertoa miksi, millä tavoin ja millaisella aikataululla järjestö haluaa edistää ympäristöystävällistä ajattelua toiminnassaan. 

 Ympäristö: itseis- vai välinearvo?

 Ympäristöetiikassa keskeinen kiista on, onko luonto arvokas sellaisenaan, itseisarvona, vai sen ihmiselle tuottamien merkitysten kautta, välinearvona. Veneilyllä ja luonnossa liikkumisella on vain ja ainoastaan negatiivisia ympäristövaikutuksia. Luonto ja ilmasto pärjäisivät parhaiten ilman ihmistä (vrt. esim. tulossa oleva EU:n ennallistamisasetus), joten paras ympäristöteko on olla ostamatta venettä. Voiko ympäristö siis olla veneilevän yhdistyksen itseisarvo? Tuskin. Voimme siis suhteellisen turvallisesti lähteä siitä, että a) luonnolla ja sen suojelemisella on käytännössä välinearvo, jota hyödynnetään yhdistyksen toiminnassa ja b) eri syistä haluamme minimoida aiheuttamamme negatiiviset vaikutukset ympäristöön.

 Onko yhdistyksen tehtävä vain pilata ympäristöä?

 Miksi yhdistys on olemassa? Se määritellään yleensä yhdistyksen säännöissä – yhdistys on olemassa tiettyä tarkoitusta varten. Tarkoitustaan toteuttaessaan yhdistys aiheuttaa muutoksia ympäristössään ja sidosryhmissään – yhdistyksen toiminnalla on vaikutuksia. Viime vuosikymmeninä yritysmaailmassa on alettu tuoda esille myös toiminnan positiivisia vaikutuksia sekä tapoja, joilla vaikutuksia tuotetaan. Tämä vastuullisuudeksi kutsuttu kehikko soveltuu myös yhdistyksen toiminnan vaikutusten kuvaamiseen. Tällöin vastuullisen yhdistyksen tehtävä hahmottuu positiivisten vaikutusten maksimointina ja negatiivisten minimointina. Yleensä ympäristövaikutukset ovat keskeisin toiminnasta syntyvä negatiivinen vaikutus: Tässä negatiivinen tarkoittaa luonnon haluttujen ominaisuuksien vähenemistä, so. luonnontilan mahdollisimman vähäistä muuttamista lähtien kuitenkin siitä, että yhdistys toteuttaa toimintaansa. Tähän määritelmään voidaan lukea mukaan myös ilmastovaikutukset.

 Mitä hyvää yhdistys tekee?

 Jo Aristoteles piti ihmisen itseisarvona onnellisuutta ja hyvää elämää. Puheena olevan yhdistyksen tehtävä on tästä näkökulmasta tuottaa onnellisuutta veneileville ihmisille. Onnellisuus yhdistyksen sisällä syntyy esimerkiksi yhdistyksen materiaalisista resursseista ja niiden mahdollistamasta elämyksellisestä veneilystä, yhteisöllisyydestä, luontoyhteydestä, tiedon ja osaamisen kartuttamisesta ja suvaitsevista kulttuurinormeista. Hyviä vaikutuksia ulospäin syntyy esimerkiksi siitä, että yhdistyksen toiminta kanavoi suomalaisiin saaristokuntiin merkittäviä rahasummia. Yhdistyksen jakamistalous so. satamapaikkojen keskitetty käyttö on erittäin resurssiviisasta ja vapauttaa kaupallisten ja luonnonsatamien resursseja muiden käyttöön. Ja jos yhdistys laadukkaalla toiminnallaan pystyy estämään muutamankin lentämistä vaativan lomamatkan, positiiviset ilmastovaikutuksetkin nousevat merkittävään rooliin. Negatiivisia ympäristövaikutuksia on siis syytä peilata yhdistyksen todellista toimintaa vasten ja suhteuttaa siihen.

 Ympäristöohjelma käyttää valtaa

 Vastuullisuuslähtökohdista ympäristöohjelmalla on aina jokin tarkoitus. Yhtäältä se antaa sidosryhmille kuvan yhdistyksen toiminnasta ja tavoista, joilla ympäristöstä huolehditaan. Näin ulkoiset sidosryhmät voivat todeta ympäristöasioiden olevan mallillaan ja yhdistyksen todennäköisesti olevan luotettavampi ja hyväksyttävämäpi kumppani kuin sellaisen yhdistyksen, jolla ympäristöohjelmaa ei ole.

 Ympäristöohjelman toteuttaminen ohjaa seuran ja sen jäsenten toimintaa. Vaikka hallitus tai jäsenkokous hyväksyisivät ympäristöohjelman, ympäristöohjelman laatija käyttää valtaa valmistellessaan ohjelmaa. Länsimaisen käsityksen mukaan vallankäytön tulisi olla perusteltua, erityisesti silloin kun valtaa käytetään toiminnan rajoittamiseen tai kustannusten aiheuttamiseen toisille.

 Ympäristöasioissa tärkeitä perustelunäkökohtia ovat mm. seuraavat: 

1. Objektiivisuus: Siitä, että yksi jäsen haluaa toimia tietyllä tavalla, ei missään tapauksessa voi seurata, että kaikkien tulisi toimia tietyllä tavalla. Jo sitoutumisen ja hyvän hallintotavan varmistamiseksi tarvitaan perusteluja. On ymmärrettävää, että joillakin ihmisillä on toisia voimakkaampi tarve toimia luonnon puolesta, mutta tästä huolimatta heillä ei ole automaattista oikeutta vaatia muita toimimaan samalla tavoin vain sillä perustein, miltä heistä tuntuu.
2. Kokonaisuuksien tarkastelu ja kompleksisuuden ymmärtäminen: Usein ympäristövaikutukset ovat äärettömän monimutkaisia, ja kiusaus keskittyä näkyvään on suuri. Tähän liittyen elinkaarikestävyyden käsite on tärkeä: vaikutuksiltaan nyt isompi investointi saattaa pidemmän elinkaarensa takia tuottaa pitkällä aikavälillä pienemmät vaikutukset ympäristöön, koska korvausinvestointi lykkääntyy. Samoin ilmastoasioissa valmistuksen hiilijalanjälki unohtuu usein. Esimerkiksi dieselmoottoreiden käytön vähentämisen suositteleminen ilmastonäkökulmasta ei ota huomioon sitä, että purjekankaat ovat petrokemian tuotteita, joilla on niinikään iso hiilijalanjälki, ja purjeiden käytön merkittävä lisääminen lisää niiden kulumista ja vaihtotarvetta. Purjeveneen valmistus tuottaa kymmenien tonnien hiilidioksidipäästön, kun taas sadan diesellitran polttaminen noin 200 kilon hiilidioksidipäästön. Veneellä voi ajaa 100 vuotta ennen kuin käytönaikaiset päästöt ylittävät valmistuksen päästöt, ja nelihenkisen perheen Thaimaan-lentojen päästöillä voi veneillä 20 vuotta. Tiskiaineiden tensidit ovat haitallisia sekä veteen että maahan päästettyinä.
3. Teknologiariippumattomuus. Teknologiat muuttuvat, ja esimerkiksi kestopuun kieltäminen ympäristösyistä saattaa olla 5 vuoden kuluttua perusteetonta.
4. Toimenpiteiden merkittävyyden arviointi ja suuruusluokkien hahmottaminen. On oltava yhteinen käsitys siitä, että toimenpide on todellisesti merkittävä. Yleinen käsitys siitä, että kaikki päästövähennykset merkitsevät, pitää paikkansa vain kun käytössä oleva budjetti on äärettömän suuri. Käytännössä joudutaan valitsemaan rajahyödyiltään suurimmat keinot.
5. Toimenpiteiden vaikutusten arviointi. Toimenpiteillä saattaa olla vaikutuksia, jotka eivät ensi näkemältä hahmotu mutta jotka saattavat aiheuttaa yllättäviä sivuvaikutuksia. Toisaalta taklattavat haittavaikutukset voivat olla pieniä. Käytännössä joudutaan suhteuttamaan saavutettavat hyödyt ja luonnolle, yhdistykselle, jäsenille ja muille sidosryhmille mahdollisesti aiheutuvat haitat. Mikäli epävarmuudet ovat suuria, joudutaan toimenpiteen toteutusta harkitsemaan.

 Hyvän yhdistyksen ympäristöohjelman piirteitä

 Näistä pohdinnoista voidaan johtaa yhdistyksen hyvän ympäristöohjelman piirteitä.

 Ensinnä ympäristöohjelman tulee olla uskottava. Jos ympäristöohjelmassa luvataan kuu taivaalta mutta ei esitetä, miten ympäristövastuuta toteutetaan ja tavoitteet saavutetaan, ohjelma kääntyy jäsenten ja sidosryhmien silmissä viherpesuksi laatijaansa vastaan. Samoin mikäli edellä kuvattu vallankäyttö on subjektiivista ja perustuu uskomuksille faktatiedon sijaan, jäsenistön ei voida olettaa sitoutuvan. Syntyy kyttäilyä, joka vesittää ihmisten onnellisuuden kokemusta ja yhteisöllisyyttä.

 Toiseksi ohjelman tulee myös olla hyväksyttävä. Vapaaehtoisorganisaatiossa on saavutettava jäsenistön riittävä sitoutuminen, joka seuraa hyväksyttävyydestä. Hyväksyttävyys saavutetaan riittävällä taustatyöllä, perusteettomien rajoitusten välttämisellä, perustellulla vallankäytöllä ja aidosti yhteisellä valmistelulla.

Mikäli halutaan, ympäristöohjelma voi olla myös tavoitteellinen ja sen toteutumista voidaan mitata, mutta jo toiminnan saattaminen tiettyjen normien piiriin on yhdistykselle todennäköisesti riittävää.

 

Veronmaksaja ja autoilija elättävät poromiehen

Poronomistajia – poromiehiä – on Suomessa noin 4.500. He omistavat yhteensä noin 200.000 poroa (1). Poroja hoidetaan pohjoisessa Suomessa. Porot saavan lain mukaan laiduntaa vapaasti ja kulkea esim. autoteillä. Paliskuntien tulee suojata viljelykset, pihat ja vastaavat aidoin.

Porotalouden tuotto oli vuonna 2020 noin 38 miljoonaa euroa. Summasta teurastuloja (myynti ja oma käyttö) oli noin 18 miljoonaa euroa, 49%. Muut tulot olivat peto- ja liikennevahingot 32%, tuotantotuki 12%, investointituki 5% ja muut ylimääräiset tulot 2% (2). Menot olivat noin 33 miljoonaa euroa. Porotalouden tulo oli vuonna 2020 5.18 miljoonaa euroa (3). Poronomistajaa kohden tulot ovat keskimäärin 1151 euroa, josta siis yli puolet kertyy korvauksina ja tukina.

Teuraiden lukumäärä oli 2020 noin 84000. Yhdestä porosta saadaan lihaa seuraavasti:

·       Vasa 20 kg

·       Vaadin 35-40 kg

·       Härkä 50-60 kg

70% teuraista on vasoja. Jos vaatimia ja härkiä teurastetaan yhtä paljon, keskimääräinen lihapaino on noin 30 kg. Täten poronlihan tuotanto on noin 2.300 tonnia vuodessa. Lihakilon tuotto on noin 8 euroa ja puhdas tulo noin 2 euroa. Keskimäärin teurasporo tuottaa siis 60 euroa (4). Vertailun vuoksi voidaan todeta, että hirven keskimääräisellä lihapainolla 150 kg ja 50.000 kaatoluvalla syntyy hirvenlihaa vuosittain 7.500 tonnia eli yli kolminkertainen määrä poronhoitoon verrattuna.

Petojen tappamia poroja on vuosittain noin 6000. Petovahinkoja maksetaan keskimäärin 2200 euroa per poro, kun taas teurastetusta porosta tulo on korkeintaan 500 euroa (5). Korvausten perusteluina pidetään teurasarvon lisäksi poron kasvupotentiaalia ja siitosarvoa, so. poron kuoleman takia lihaa jää saamatta ja jälkeläisiä syntymättä, sekä poron erityisiä kykyjä, esim. kesyyttä ja ahkionveto-osaamista.

Ns. Lex Hallan mukaan Hossa-Irnin paliskunnnassa petovahingot maksettiin 2009-2017 kaksinkertaisina, koska suurpetoja oli paljon. Hossa-Irnin paliskunnassa vahingonkorvaukset voivat olla 20 kertaa suuremmat kuin teurastulot, ja Inari-Hossassa 6-12 kertaa. Suurin yhdelle poronhoitajalle maksettu petovahinkokorvaus oli v. 2016 yli 218.000 euroa, yli 200 kertaa keskimääräinen poromiehen tulo. Suurin yksittäinen korvaus 2013-2015 oli runsaat 155.000 euroa (6) ja vuonna 2019 kerrottiin jopa 700.000 euron eli keskimääräiseen (puoliksi tuista ja korvauksista kertyvään) tuloon nähden lähes 700-kertaisesta korvauksesta (7)). Onkin esitetty, että poroja jätetään tarkoituksella vartioimatta petokorvausten toivossa ja että petovahinkoja liioitellaan laajasti (8) . Monissa lähteissä on myös arvioitu, että suurpetolaskentojen tulokset ja petovahinkojen määrät eivät täsmää.

Olettaen em. 30 kg lihapaino pedoille menetetty lihamäärä on 180.000 kg. Kahdeksan euron kilotuotolla laskettuna tuotonmenetys on 1.44 miljoonaa euroa. Paliskuntain yhdistyksen tilastojen mukaan maamme verovaroja käytettiin petovahinkojen korvaamiseen vuonna 2020 noin 9.4 miljoonaa euroa, eli jokainen suurpedon väitetysti syömä porokilo tuotti poromiehelle 52 euroa, 6,5-kertaisesti teurastuoton.

 Vuosittain liikenneonnettomuuksissa kuolee noin 4000 poroa, jotka Liikennevakuutuskeskus korvaa. 2019 korvauksiin kului 2.5 miljoonaa euroa, eli olettaen 30 kg lihapaino auton tappaman poron lihakilo tuottaa poromiehelle 21 euroa (9), lähes kolminkertaisesti teurastuoton. Korvaus kerätään liikennevakuutusmaksuilla kaikilta Suomen autoilijoilta. Mielenkiintoista on, että ko. korvaussummat ovat eri suuruisia. Ilmeisesti petojen tappamien porojen aiheuttama mielipaha poromiehille on arvioitu isommaksi kuin auton tappaman poron.

Porot aiheuttavat myös vaikutuksia ympäristöönsä. Porokolareiden seurauksena korjataan vuosittain 15-20 miljoonan euron edestä ajoneuvovaurioita (9). Summan maksavat autoilijat joko kaskovakuutusmaksuina tai korjauskuluina. Usein maksajina ovat turistit, jotka tuovat matkailutuloa Lapin maakuntaan vuosittain 1500 miljoonaa euroa ja tuottavat jopa 15.000 henkilötyövuotta (10)

Porot aiheuttavat vuosittain haittaa viljelyksille, pihoille ja jopa hautausmaille. Suojauksia ei ole tai ne ovat huteria. Tilastotietoa maksetuista korvauksista ei ole. Sen sijaan verovaroja on käytetty kyllä Luonnonvarakeskuksessa mm. porojen peltovahinkojen arviointioppaan laadintaan, vaikka lain mukaan näitä vahinkoja ei pitäisi lainkaan syntyä.

Metsätaloutta porot haittaavat syömällä lehtipuiden lehtiä ja kasvaimia. Porojen talvilaidunnus aiheuttaa mekaanisia vaurioita etenkin alle puolimetrisiin männyntaimiin. Porot aiheuttavat lisäksi runkovauriota kookkaampiin puihin keloessaan sarviaan niihin (11).

Lisäksi porotalous ja vapaa laiduntamisoikeus aiheuttavat vaikeasti monetisoitavia vaikutuksia Lapin luontoon. Suuri haaste on ylilaidunnus ja siitä seuraava biodiversiteetin pitkäaikainen kärsiminen. Esimerkiksi jäkälää on jouduttu tuomaan poroille etelästä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että alkuperäiskansan poronhoitoelinkeino tuottaa per poromies keskimäärin noin 600 euroa vuodessa. Toinen 600 euroa vuodessa tehdään tuilla ja korvauksilla, jotka maksetaan suomalaisten yhteisistä verovaroista ja autoilijoiden liikennevakuutusmaksuista.

Korvaukset jakautuvat ilmeisesti hyvin epätasaisesti. Elinkeinoon liittyvä vapaa laiduntamisoikeus tukee suurpetokannan kasvua ja aiheittaa kiistattomia haittoja luonnolle ja kymmenien miljoonien eurojen autonkorjauskulut pääasiassa turisteille, jotka tuovat todellista tulovirtaa Lappiin, sekä kuluttaa herkkää tunturiluontoa.

Lisäksi on melko selvää, että petokorvausjärjestelmää väärinkäytetään, ja vahinkojen liioittelua käytetään paitsi taloudellisen hyödyn toivossa myös legitimoimaan suurpetometsästys.

Jos jokaiselle poromiehelle maksettaisiin 600 euroa vuodessa, kuluisi verovaroja 2.7 miljoonaa euroa. Nyt veronmaksajille ja autoilijoille aiheutuvat kulut ovat yhteensä lähes 20-kertaiset.

Onko veronmaksajien, autoilijoiden, viljelijöiden ja luonnon maksama hinta hyvästä omastatunnosta  kohtuullinen? Tai edes oikeudenmukainen?

Viitteet

(1)    https://yle.fi/uutiset/3-10461515

(2)    https://paliskunnat.fi/py/materiaalit/tilastot/

(3)    https://valtioneuvosto.fi/delegate/file/80138

(4)    https://www.ruokatieto.fi/ruokakasvatus/ruokaketju-ruuan-matka-pellolta-poytaan/maatilalla-kasvatetaan-ruokaa/kotielaimet/poro

(5)    https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/ymparisto/artikkeli-1.324547

(6)    https://www.aamulehti.fi/kotimaa/art-2000007256710.html

(7)    https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/era/artikkeli-1.449801

(8)    https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/ymparisto/artikkeli-1.324547

(9)    https://www.apu.fi/artikkelit/porokolarin-riski-korkein-marraskuussa-tasta-syysta-pahinta-vaaravyohyketta-on-etelainen-poronhoitoalue

(10)https://www.lapinliitto.fi/edunajaminen/matkailu/

(11) http://www.metla.fi/metinfo/metsienterveys/lajit_kansi/ratara-n.htm 

 

 

Miten auton arvo alenee? Tilastollinen analyysi työkaluna

 

Nykyään erilaiset nettiautomyyntipalvelut tarjoavat kiinnostavia aineistoja autojen arvion putoamisen arviointiin. Kun havaintoja on satakunta, esimerkiksi hinnoitteluvirheet on helppo tunnistaa datasta.

Tarkastellaan esimerkkinä Volvo XC90 hinnan kehittymistä.

Python-koodini hakee tietyn Nettiauto.comin haun mukaisista autoista Exceliin auton vuosimallin, sillä ajetut kilometrit ja hintapyynnön. Kaikki Nettiautossa lokakuussa 2021 olevien, alle 200 tkm ajettujen T8-voimalinjaisten XC90-autojen hintapyynnöt vuosimallin ja kilometrien funktiona on esitetty kuvissa alla. Materiaalista on poistettu silmämääräisellä tarkastelulla uusimmat poikkeuksellisesti hinnoitellut erikoismallit sekä poikkeuksellisen paljon ajetut yksilöt. Nämä ovat analyysin kannalta poikkeusyksilöitä. Lopullisessa aineistossa on 94 myytävää autoa.

Nähdään, että vuosimallia 2022 lukuunottamatta varianssit eivät riipu mallivuodesta tai kilometreistä. Hoidetaan vuoden 2022 heteroskedastisuus myöhemmin. Nähdään myös, että riippuvuudet eivät ilmeisesti ole täysin lineaarisia.

Keskimääräiset hintapyynnöt ja ajokilometrit mallivuoden funktiona ovat taulukossa alla.

vm    2022	hintapyyntö 98122	Km 333.3333
2021	88960.85	5730.769
2020	77917.86	28647
2019	69131.43	54928.57
2018	63514.93	71188.86
2017	57395	101535.7
2016	49771.3	125893

 

Auton vuotuinen hinnanpudotus on aineistossa keskimäärin 8000 euroa – aika jäätävä summa.

Aiemmat analyysit ovat osoittaneet, että hinnanpudotukset selittyvät lähes täysin vuosimallilla ja ajokilometreillä.

Kun regressoidaan vuosimalli ja ajokilometrit hintapyyntöihin, saadaan tuloksena että vuosimalli (vaikka autolla ei ajettaisi kilometriäkään) pudottaa aineistossa auton hintaa noin 5500 euroa, ja jokainen ajokilometri noin 25 senttiä. Selittäjien vaihtelu selittää noin 90% selitettävän vaihtelusta, eli jo näin saadaan selitysvoimaltaan varsin hyvä malli. Huomiota kiinnittää kuitenkin se, että hinnan riippuvuus kilometreistä ei ole lineaarinen. Voisiko olla, että vuosimallilla ja kilometreillä on yhteisvaikutus? Vuosimallin ja ajokilometrien tulon lisääminen selittäjäksi osoittaa, että näin tosiaan on – selittäjä on tilastollisesti merkitsevä. Ristitermin estimoitu kerroin on etumerkiltään sellainen, että uusissa autoissa kilometrit selittävät hintaa enemmän kuin vanhoissa autoissa (tai vastaavasti vähän ajetuissa autoissa vuosimallin vaikutus hintaan on erilainen kuin paljon ajetuissa autoissa). Intuitiivinen selitys tälle on se, että todennäköisesti ajokilometrimäärän muutos 0:sta 10000:een koetaan paljon merkityksellisempänä kuin ajokilometrimäärän muutos 40000:sta 50000:een. Testasin myös sitä mahdollisuutta, että auton takuuaika (2 vuotta) selittäisi hintaa. Näin ei kuitenkaan ole. Myöskään hybridiakun takuu (5 vuotta tai 100.000 km) ei osoittaudu tilastollisesti merkitseväksi selittäjäksi. Osin takuun osalta saattaa olla myös kysymys siitä, että aineistosta ei pystytä tarkkaan sanomaan, onko takuu iän kannalta voimassa vai ei. Puolessa 2- tai 5-vuotiaista autoista se on voimassa, puolessa ei enää. Data ei sisällä tyhjentävästi käyttöönottopäivää.

Eräs ongelma estimoinnissa on se, että ennuste ei täsmää uusien autojen hinnan kanssa. Tilanteessa, jossa auton ikä on 0 vuotta ja sillä on ajettu 0 km, mallin tulisi luonnollisesti ennustaa uuden auton hintaa. Näin ei kuitenkaan tapahdu. Intuitiivisesti kuitenkin pitäisi olla selvää, että mallirakenteen tulisi ennustaa uudelle autolle uuden auton hintaa, koska se on deterministinen, ei stokastinen, suure.

Osasyynä tähän on aineiston heteroskedastisuus; 2022 aineisto saa pienemmän varianssinsa takia PNS-estimoinnissa pienemmän painoarvon. Tämän korjaaminen ei kuitenkaan tilannetta parantaisi, vaan malli pitää pakottaa ennustamaan uuden kohdalla uuden hintaa.

Mallirakennetta voidaan muuttaa niin, että autojen hinnan sijaan ennustetaan hinnan pudotusta ja pakotetaan hinnanpudotus origossa nollaksi valitsemalla mallirakenne niin, että se ei sisällä vakiotermiä ollenkaan (eli selittäjien arvolla 0 selitettävä saa arvon 0).

Hinnan pudotus riippuu auton malli- ja varustetasovaihtelusta. Periaatteessa jokaiselle autolle pitäisi laskea hinnan pudotus vähentämällä hintapyyntö vastaavan auton nykyhinnasta (autot ovat kuluttajalle substituutteja). Tätä ei käytännössä pystytä tekemään, joten keskimääräinen uuden hinta pitää arvioida. Arviointi voidaan tehdä iteratiivisesti käyttämällä arvattua uusien autojen keskihintaa ja estimoimalla ensin mallirakenne, joka sisältää vakiotermin. Tämän jälkeen arvattua autojen keskihintaa korjataan vakiotermin verran ja estimoidaan mallirakenne, toistetaan tätä kunnes vakiotermi on riittävän pieni. Nyt voidaan mallirakennetta muuttaa ja estimoida malli, jossa vakiotermi on nolla. Näin päästään XC90-datassa ällistyttävään 98% selitysasteeseen. (Oikea uusien autojen keskimääräinen hinta myös maksimoi mallin selitysasteen; todistus jätetään harjoitustehtäväksi😊)

Kaikki selittäjät ovat tilastollisesti merkitseviä, selitysaste on korkea ja residuaalit hyväksyttävän homoskedastisia. We have a model. Uuden keskimääräinen hinta on 96000 euroa ja vuosimalli vaikuttaa aineistossa hintapyyntiin 5500 euroa. Vuoden ikäisissä (eli vähän ajetuissa) autoissa ajettu kilometri pudottaa hintapyyntiä 22.5 senttiä ja 5 vuoden ikäisissä (eli enemmän ajetuissa) 12 senttiä.

Alla olevassa kuvassa on kuvattu autojen hintapyynnöt ja ennustetut hinnat. Katkoviivan alapuolella olevat autot ovat muihin autoihin nähden alihinnoiteltuja, ja yläpuolella olevat ylihinnoiteltuja.

Suurin alihinnoittelu datassa on noin 6500 euroa. Käy ilmi, että tämä auto ja muut samalla tavalla alihinnoitellut ovat käytettyinä Ruotsista tai Saksasta tuotuja autoja, joista puuttuu talvirenkaat. Kevytmetallivanteet ja talvirenkaat tekevät hinnoitteluvirheestä enää noin 3500 euron suuruisen. Vanhemmista autoista löytyy 6000 euroa alihinnoiteltuja autoja kaksin renkain, mutta edessä on todennäköisesti rengaskaupat ja 2500 euron lasku.

Suurin ylihinnoittelu on yli 7000 euroa; kyseessä on vuoden 2021 3000 km ajettu R-design. Myös muille ylihinnoitelluille on usein jokin peruste: R-design, ilmajouset, inscription-varusteet ynnä muuta. Mitä uudempi auto on, sitä isompi merkitys on erilaisten varustepakettien hinnoilla, joten vertailu keskimääräiseen uuden hintaan saattaa näissä ontua. Uusien autojen osalta hinnoitteluvirheitä tulisikin tutkia case by case. Toisaalta ajan kuluessa varustepaketit menettävät arvonsa nopeammin kuin muu auto, ja lähestytään keskiarvoa. Täten arvonmenetyksen mielessä malli on myös uusien autojen osalta vähintään suuntaa antava.

Testasin mallirakennetta myös muilla automerkeillä ja -malleilla, ja se toimii varsin hyvin. Vaimon Audi A4 vaihdettiin juuri hiukan uudempaan A4:ään , ja sekä vaihdokin että uuden auton hinnat tarkistettiin tällä mallilla. Sivumennen sanoen vaikuttaisi siltä, että autokaupan kilpailun kiristymisen ja nettikaupan yleistymisen takia tinkimisen vara hintapyynnöissä on erityisesti vaihtokaupassa pienentynyt edelleen. Käteiskaupassa autoliike pystyy ilmeisesti edelleen alentamaan hintoja jossain määrin, koska vaihdokin käsittelemiseen liittyvät kulut jäävät syntymättä.

Toki on huomattava, että tässä esitetty tekninen regressiomallintaminen on luonteeltaan taaksepäin katsova ja ajallisesti paikallinen. Analyysi ei ota huomioon trendejä tai rakenteellisia muutoksia autojen tarjonnassa (esim. sähköautot, uusien sähköautojen hinnan aleneminen) ja kysynnässä (esim. asenteet auton omistamiseen, jakamistalous). Näitä analyysejä varten tarvitaan esimerkiksi kulutuskäyttäytymisen muutosta kuvaavia rakenteellisia malleja.

Joillekin sähköautoille (esim. Huyndai Kona, monet Teslat) on jo olemassa suuri käytettyjen autojen markkina. Nettiautossa tämäntyyppistä analyysiä niille hankaloittava puute on, että akkukapasiteetti ei ole merkitty myynti-ilmoituksiin niin, että siihen voitaisiin kohdentaa hakuja. Koska akkukapasiteetti vaikuttaa merkittävästi hintapyyntöihin, aineistoista pitäisi käsin erotella eri akkukapasiteetit järkevän analyysin tekemiseksi. 

 

 

Purjehdus aallokossa

Jo koulussa kaikille sanotaan, että aallokko ei kuljeta aaltoilevaa ainetta, ainoastaan energiaa, ja että aallokossa nestehituleet menevät vain ympyränmuotoista rataa.

No, näinhän se on, mutta kun asiaa katsotaan tarkemmin, nähdään, että tuohon ympyränmuotoiseen rataan liittyy itse asiassa aika huomattava vuoristorata: vesihiukkasten nopeudet tuolla radalla (joka muuten on ellipsin muotoinen eikä välttämättä edes suljettu) voivat nousta suuriksi, ja niillä on myös kiihtyvyyttä. Ja tämä selittää useita ilmiöitä, joita aallokossa purjehtimisessa nähdään!

 

Lineaarinen aaltoteoria

Syvässä vedessä aaltojen liikettä voidaan kuvata G.B. Airyn jo 1800-luvun puolivälissä esittämällä lineaarisella aaltoteorialla. Siinä pinta-aaltojen liikettä kuvaavat osittaisdifferentiaaliyhtälöt linearisoidaan olettamalla että vesi on syvää ja aallot kooltaan syvyyteen nähden pieniä. Ratkaisuna saadaan sinimuotoisia aaltoja. Teoria ei toimi täydellisesti matalassa vedessä eikä se esim. pysty kuvaamaan matalan veden massansiirtoilmiöitä, mutta se riittää purjehdustarkasteluihin oikein hyvin.

Keskeiset aaltoteorian sisällöt ovat seuraavat:

·       Aallon jaksonaika T on vakio eikä se muutu aallon edetessä, vaimentuessa tai tullessa rantaan

·       Aallonpituus määräytyy ns. dispersioyhtälöstä, joka liittää aallonpituuden aallon jaksonaikaan.

·       Syvässä vedessä aallon nopeus (vaihenopeus) riippuu sen aallonpituudesta: pitkät aallot etenevät nopeammin kuin lyhyet. (Matalassa vedessä vaihenopeus on verrannollinen syvyyden neliöjuureen)

·       Aallon korkeus ei riipu sen pituudesta, jaksonajasta tai nopeudesta, vaan aallokkoon (esimerkiksi tuulesta) siirtyneestä energiasta. Tiedetään kuitenkin, että teoriassa aallot murtuvat kun niiden korkeus (hieman epäortodoksisesti matka harjasta pohjaan)   on 1/7 aallonpituudesta syvässä vedessä. Aallot, joiden korkeus on 1/12 pituudesta, ovat kuitenkin jo harvinaisia. Tietoa voidaan käyttää arvioitaessa aaltojen kokoa.

Lineaarisessa aaltoteoriassa aaltoyhtälöiden ratkaisuina saadaan elliptiset rinkulat vesipartikkeleiden paikalle, nopeudelle ja kiihtyvyydelle. Veden pinnassa rinkuloiden puoliakselit vastaavat aallokon dimensioita, ja mentäessä syvemmälle veteen rinkuloiden puoliakselit pienenevät eksponentiaalisesti. Vanha sanonta siitä, että syvä vesi on sellaista, jossa syvyys on yli puolet aallonpituudesta, ei itse asiassa johdu aallonpituudesta itsestään, vaan siitä, että tällä syvyydellä on helppo laskea, mitä lineaarinen aaltoteoria ennustaa rinkuloiden puoliakseleiksi: se on 4% siitä mitä ne ovat pinnalla – eli merkityksetön.

Todellisuudessa rinkulat eivät ole täysin suljettuja, sillä vesipartikkelit etenevät hiukan aallokossa. Ilmiötä nimitetään Stokes-kulkeutumiseksi mallintajansa mukaan. Nyrkkisäännön mukaan tuulen aiheuttama vesivirran nopeus on noin 1/40 tuulen nopeudesta.

Ilmatieteen laitoksen mukaan tyypilliset jaksonajat Itämerellä ovat 5-6 sekuntia. Dispersioyhtälöstä laskettuna tätä vastaava aallonpituus on 39-56 metriä ja aallokon etenemisnopeus (vaihenopeus) vastaavasti noin 8-9 m/s; aallot näyttävät liikkuvan tällä nopeudella.

Lineaarisesta aaltoteoriasta voidaan johtaa vesihiukkasten nopeus ym. elliptisillä rinkuloilla. Kun oletetaan 5 sekunnin jaksonaika, 39 m aallonpituus ja aallonkorkeus 1/12 aallonpituudesta (3.25 m), saadaan vesihiukkasen vaakanopeudeksi aallon harjalla noin 2 m/s (aallokon etenemissuuntaan) ja aallon pohjassa -2 m/s (aallokon etenemissuuntaa vastaan). Jos oletetaan 6 s jaksonaika ja aallonkorkeus 1/24 aallonpituudesta, arvot ovat noin +/- 1.3 m/s. 2 metrin syvyydessä nopeudet ovat noin 20% pienempiä. Keskimäärin kölin puolivälin syvyydessä nopeudet ovat siis noin 90% nopeuksista pinnalla.

 Purjehdus aallokossa

Kryssi

Tarkastellaan purjevenettä, joka kulkee tiukalla kryssillä aallokkoa ja tuulta vastaan 45 asteen kulmassa 6 solmun nopeudella so. 3 m/s. Otetaan aallokon jaksonajaksi 5 sekuntia ja aallonpituudeksi 39 metriä.

Aallokko voidaan aallokko jakaa 4 osuuteen:

1.       Aallonpohja, jossa siis vallitsee myötävirta noin +2 m/s

2.        Nouseva aalto, jossa vaakavirtaus on suurin piirtein 0 m/s

3.       Aallonharja, jossa vallitsee vastavirta noin -2 m/s

4.       Laskeva aalto, jossa vaakavirtaus on suurin piirtein 0 m/s

Kölin kohtauskulma kryssillä on muutamia asteita veneen ollessa nousevassa tai laskevassa aallossa. Veneen saapuessa aallonharjaosuudelle virtaus kölissä muuttuu radikaalisti. Aaltojen välissä kohtauskulman suunnasta tullut (noin) 3 m/s virtaus muuttuu alkuperäisen virtauksen ja aallon menovirtauksen vektorisummaksi. Summavirtaus on suuruudeltaan noin 4.4 m/s ja se tulee noin 20 asteen kulmassa köliin tuulen puolelta.

Kölivirtauksen suuri kohtauskulma aiheuttaa huomattavan vastusvoiman sekä suuren oikaisevan momentin veneeseen. Köli voi myös sakata. Vastusvoima hidastaa venettä ja oikaiseva momentti nostaa venettä pystyyn. Samaan aikaan veneen keulan noustessa aallolle maston huippu liikkuu suhteessa veneeseen taaksepäin, jolloin apparenttituuli purjeissa kääntyy sivulle eli purjeet ovat liian kireällä, ja vene pyrkii kallistumaan. Oikaisevan momentin kasvu pitää veneen pystyssä, mutta vastusvoima hidastaa venettä. Usein ajatellaan että venettä hidastaa kiipeäminen aallolle, mutta tarkkaan ottaen venettä auttaa aallolle vesihiukkasten pystynopeus, eikä välttämättä ole selvää, hidastaatko venettä enemmän potentiaalienergian keruu aallolle noustessa vai virtauksen muutos.

Käytännössä veneen vastuskeskiö sijaitsee virtauskeskiön takana, joten nettovirtaus kääntää automaattisesti venettä tuuleen ja kölin kohtauskulma pienenee. Tähän tähtää myös aallokossa kryssimisen ohjausohje nostaa kurssia aallon päälle ajettaessa.

Aallon pohjassa nettovirtaus kölille on edestä tulevan vauhtivirtauksen ja takaa 135 deg kulmassa tulevan aaltovirtauksen vektorisumma. Summavirtauksen suuruus on noin 2 m/s ja kohtauskulma suojan puolelta köliä noin 50 astetta. Suojan puolelta tuleva nettovirtaus kallistaa venettä lisää ja kääntää sitä tuuleen.  Summavirtaus on kuitenkin suuruudeltaan pienempi kuin vauhtivirtaus eikä sillä ole yhtä suurta vaikutusta kuin aallonharjavirtauksella. Aallon päällä ennen aallonpohjaa kurssia yleensä lasketaan, jotta purjeet pysyisivät vedossa ja jotta veneen runko ei putoaisi aallon päältä holtittomasti. Aallon pohjalla nettovirtaus auttaa kurssin nostamisessa.

Myös köli-peräsin -yhdistelmä vaikuttaa. Jos aallonpituus on riittävän pieni ja vene riittävän suuri, köli ja peräsin ovat eri virtauksissa. Kryssillä sykli on näin:

·       Nouseva aalto: köli saa normaalivirtauksen, peräsin saa suojan puolelta tulevan virtauksen aallon pohjassa => vene pyrkii hieman kääntymään pois tuulesta

·       Aallon harja: köli saa tuuleen päin kääntyneen virtauksen, peräsin saa normaalivirtauksen => peräsin estää veneen kääntymistä tuuleen

·       Laskeva aalto: Köli saa normaalivirtauksen, peräsin saa tuuleen päin kääntyneen virtauksen => vene pyrkii hieman kääntymään tuuleen, so peräsin avustaa kurssin nostamisessa automaattisesti

·       Aallon pohja: Köli saa suojan puolelta virtauksen, peräsin saa normaalivirtauksen => peräsin estää veneen kääntymistä tuuleen.

Vastaisella aallokkovirtaus siis toimii apparenttituulen muutosten ja luonnollisen aaltojen välissä mutkittelevan ohjauksen kanssa synkronissa.

Myötäinen

Oletetaan, että vene kulkee 6 kn myötätuuleen, esimerkiksi tuulikulmalla 160 astetta.

Nyt nousevalla tai laskevalla aallonosalla kölin näkemä virtaus on siis noin 3 m/s suoraan edestä. Aallon harjalla aaltovirtaus tulee köliin 160 astetta takaa. Summavirtauksen suuruudeksi tulee noin 1 m/s ja kohtauskulmaksi noin 50 astetta tuulen puolelta. Kuten kryssilläkin, iso kohtauskulma aiheuttaa ison vastusvoiman ja ison oikaisevan momentin sekä pyrkii kääntämään venettä tuuleen. Peräsin on nousevassa aallossa ja se vastustaa jossain määrin tuuleen kääntymistä.

Aallon pohjalla paluuvirrassa resultanttivirtauksen suuruudeksi tulee lähes 5 m/s ja kohtauskulmaksi useita asteita suojan puolelta. Vene pyrkii kääntymään voimakkaasti täysmyötäiselle. Peräsin on laskevassa aallossa ja pystyy vastustamaan kääntymistä vain hiukan, sillä virtaus on hyvin voimakas.

Myötäisellä siis aallolle noustaessa tuuli pyrkii kääntämään venettä tuuleen. Masto liikkuu samalla taaksepäin, joten apparenttituuli kääntyy sivulle, eli purjeiden kannalta kurssia pitäisi laskea. Aallon pohjaan mentäessä masto liikkuu eteenpäin ja apparenttituuli kääntyy eteen eli kurssia pitäisi nostaa, muuta kölivirtaukset pyrkivät kääntämään venettä pois tuulesta.

Usein on totuttu ajattelemaan, että tässä vaiheessa aalto nostaa perää sivulle, mutta oikeampaa olisi ilmeisesti ajatella, että tämä voimakas aallonpohjan paluuvirtaus kääntää hetkellisesti venettä kölistä. Joka tapauksessa tilanne on päinvastoin kuin kryssillä: aallokkovirtaukset pyrkivät kääntämään venettä täsmälleen eri rytmissä kuin purjeet.

 

 

 

 

 

Miksi ajamme kiville?

 

Karilleajo, kivilleajo, pohjakosketus,… rakkaalla lapsella on monta nimeä. Karilleajo on Suomen vesillä alati vaaniva uhka. Veneilyn vaativuudesta Itämerellä kertoo jotain se, että 70% EU:n merimerkeistä on Suomessa ja Ruotsissa. Toiset välttävät karilleajoa muin ruttoa, toiset hyväksyvät sen osana veneilyä. Fakta kuitenkin on, että karilleajo on aina potentiaalisesti vaarallinen, maksaa paljon, aiheuttaa paljon vaivaa ja usein katkaisee lomamatkan.

Miksi ajamme karille? Ovatko kartat huonoja, navigointitaidot puutteellisia, vai mistä on kyse? Tein pienen kyselyn purjehtijoille Facebookin keskusteluryhmässä. Tulokset ovat alla.

Ylivoimaisesti suurin osa karilleajoista tapahtuu tutuilla kotivesillä. Näillä vesillä toki myös liikutaan eniten, mutta ehkä kuitenkin voisi ajatella, että tutut vedet tunnetaan. Toiseksi suurin osa karilleajoista tapahtuu navigointivirheen takia ja kolmas syy on enemmän tai vähemmän huoleton liikkuminen luotaamattomilla vesillä. Loput syyt koskevat lähinnä karttamateriaalin tai perimätietona kulkevien reittien yllättävyyksiä tai virheitä. Näiden osuus on kuitenkin yhteensä vain alle 20 % kaikista karilleajoista kyselyssä.

Lähes neljässä tapauksessa viidestä syy on siis ruorin ja kartan välissä, ja keskeisiä tekijöitä näyttää olevan yksi: ajamme karille koska luottamuksemme on liian vahvaa. Tutuilla vesillä ehkä ajatellaan että eihän täällä mitään satu, ja huomio herpaantuu. Luotamme liikaa osaamiseemme ja vaistoihimme. Navigointivirheet voivat luonnollisesti syntyä taitojen puutteesta, mutta nekin jäävät huomaamatta, kun luotamme liikaa omiin päätelmiimme. Luotaamattomilla vesillä liikkuessamme luotamme ilmeisesti hyvään tuuriin tai siihen että kykenemme välttämään karilleajon esimerkiksi teknisten apuvälineiden, kuten kaikuluotaimen, avulla. Luotamme hyvään tuuriin, osaamiseemme ja teknisiin laitteisiin liikaa.

Prosessiturvallisuudessa puhutaan ns. juustoreikämallista, jossa ajatellaan, että vaaraa torjuvat useat eri kerrokset, joissa kuitenkin on reikiä. Onnettomuudet sattuvat, kun eri kerrosten reiät osuvat kohdakkain ja vaara läpäisee ne.

Mitkä ovat veneilijän vaaraa torjuvat kerrokset? Voidaan erottaa ainakin tekninen navigointivarustelu ja navigointitaidot. Kokemuksen karttuminen auttaa ennakoimaan tilanteita ja hallitsemaan hankaliin tilanteisiin joutumista, mutta samalla todennäköisesti luottamus omaan osaamiseen kasvaa. Tekniset järjestelmiä on helppo täydentää varajärjestelmillä, ja navigointiosaamista on helppo kehittää kouluttautumalla. Mutta entä miten suojaudumme liialta luottamukselta? Tässä muutama ajatus.

1.       Älä luota itseesi: Epäile omaa toimintaasi koko ajan. Pohdi mittausten luotettavuutta. Pohdi paikannuksen luotettavuutta. Pohdi reittivalinnan luotettavuutta. Pohdi mahdollisuuksia, joissa olisit voinut tehdä päättelyvirheen. Ole ankara itsellesi.

2.       Älä luota kaveriin: Kiinnitä erityistä huomiota ohjaajan vaihtamisessa tilanneselvitykseen ja lähiajan reittiin sekä huomioitaviin vaaroihin. Tee reittisuunnitelma paperille, kartalle tai plotterille, jotta myös kaveri ymmärtää mitä tehdään.

3.       Älä luota vesiin: Ennakoi ja sopeuta toiminta valittuun reittiin. Väyläalueella voit ottaa rennommin ja keskittyä muuhun liikenteeseen, mutta jo kryssi väylällä edellyttää tervettä epäilystä.

4.       Älä luota laitteisiin: Seuraa dataa, tunnista ristiriidat ja reagoi nopeasti. Jos esimerkiksi kaiku näyttää vähemmän kuin kartan mukaan pitäisi, saatat olla väärässä paikassa. Toimi sen mukaan.

5.       Aisti kognitiiviset vaaratilanteet. Onko veneessä käynnissä jotain poikkeavaa? Lapsella hätä, riiteletkö puolison kanssa? Tuntuu julmalta olla keskittymättä näihin täysin, mutta toisessa vaakakupissa on navigointiturvallisuus!

6.       Jaa tehtäviä ja päättelyäsi. Jo pelkästään päättelyjen ja toimintojen selostaminen toiselle saattaa usein avata itsellesi virhepäätelmiä.

7.       Luota intuitioon. Alitajunnasta tunkee pinnalle ajatuksia, joita kannattaa kuunnella, vaikket heti ymmärtäisikään mikä on pielessä.