Pohjois-Atlantin oskillaatio saattaa vaikuttaa myös Euroopan kesäsäähän

Pohjois-Atlantin oskillaatio on vilahdellut uutisissa viime aikoina kylmään talvisäähän liittyen. Uuden tutkimuksen mukaan Pohjois-Atlantin oskillaatio saattaa vaikuttaa myös Euroopan kesäsäähän säätelemällä kosteusolosuhteita talviaikaisen sateen kautta.

Talviaikaisen sateisuuden prosentuaalinen vaikutus eri alueiden kesäaikaiseen keskilämpötilaan (vasemmalla) ja maksimilämpötilaan (oikealla).

Euroopan ilmastoon on viime aikoina liittynyt kesäisten helleaaltojen yleistyminen. Helleaalloilla on tunnetusti vaikutusta muun muassa talouteen ja väestön terveyteen. Ilmastoennusteiden mukaan nämä helleaallot tulevat jatkossa lisääntymään entisestään ja kestämään kauemmin ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuksien lisääntyessä. Siksi olisikin tärkeää ymmärtää helleaaltojen syntymisen ja jatkumisen syyt.

Euroopan kuumat ja kuivat kesät liittyvät yleensä laajamittaiseen korkeapainealueeseen ja siihen kuuluviin ilmavirtauksiin (tätä kokonaisuutta kutsutaan antisykloniksi). On myös olemassa havaintoja siitä, että Euroopan kuumia ja kuivia kesiä edeltävät useimmiten vähäsateiset talvet sekä varhaiskeväät.

Aiempien tutkimuksien mukaan vähäsateisen talven ja varhaiskevään seurauksena maaperä on kuiva kesällä. Kuiva maaperä taas aiheuttaa normaalia vähemmän kosteuden haihtumisesta johtuvaa viilenemistä. Tästä seuraa luonnollisesti ilman lämpeneminen. Tällä tavalla talviaikainen sade säätelee Euroopassa ilman lämpötilaa kesällä.

Edellä oleva kuvaus maaperän ja ilmakehän yhteydestä on kuitenkin peräisin tutkimuksista, joissa on tarkasteltu vain yksittäisiä helleaaltoja. Emme vielä tiedä, onko kyseessä pelkästään helleaaltoihin liittyvä ilmiö, vai onko kyseessä yleisesti Euroopan kesiä koskeva ilmiö. Toistaiseksi ei ole tehty täyttä analyysiä Euroopan kesän lämpötilojen ja talven sateisuuden välillä.

Juuri julkaistu tutkimus pyrkii täyttämään tämän aukon. Siinä on tutkittu kesän lämpötilojen yhteyttä talven sademäärään pitkällä aikavälillä erityisesti Euroopan Välimeren alueella. Lisäksi selviteltiin mahdollista mekanismia analysoimalla maaperän kosteutta. Tutkimuksessa käytettiin mittausdataa tammi-maaliskuun sademääristä ja kesä-elokuun lämpötiloista. Lisäksi maaperän kosteuden indikaattorina käytettiin Palmerin kuivuusindeksiä, koska varsinaisia maaperän kosteusmittauksia ei ole käytettävissä tarpeeksi. Kaikki tutkimuksessa käytetty mittausdata saatiin East Anglian yliopiston ilmastontutkimusyksiköstä (CRU). Mittausdatan avulla analysoitiin kesäaikaisen lämpötilan muuttumista talviaikaisen sateisuuden seurauksena.

Tutkimuksen tuloksien perusteella kaikilla analysoiduilla Välimeren alueilla (Euroopan puolella) kesän lämpötiloissa näkyy selvä vaikutus edellisen talven sateisuudesta. Noin 10-15 prosenttia Välimeren alueen kesälämpötilojen vaihteluista vuodesta toiseen on selitettävissä talven sateisuudella ja 10-25 prosenttia Palmerin kuivuusindeksillä.

On kuitenkin huomattava, että edellä kuvatut asiat näkyvät vain kesäajan keski- ja maksimilämpötiloissa. Minimilämpötilassa vaikutusta ei näy. Tämä johtunee siitä, että maanpinnan prosessien vaikutus minimilämpötilaan on vähäisempi kuin keski- ja maksimilämpötiloihin. Lisäksi edellä kuvatut tulokset on saatu tilastollisilla menetelmillä. Tulokset ovat kuitenkin tilastollisesti vankalla pohjalla, joten vaikuttaa todennäköiseltä, että ne kuvaavat oikeaa fyysistä linkkiä talvisateisuuden ja kesälämpötilojen välillä maaperän kosteuden kautta.

Tarkemmassa analyysissä käy ilmi, että Pohjois-Atlantin oskillaation vaikutus Välimeren alueella korreloi vahvasti kyseisten vaihteluiden kanssa. Tämän perusteella näyttää siltä, että Pohjois-Atlantin oskillaatio vaikuttaa Euroopan kesälämpötiloihin talviaikaisen sateisuuden kautta. Sademäärä talvella vaikuttaa maaperän kuivuuteen, mikä taas vaikuttaa kesällä lämpötilaan haihdunnan määrän kautta. Tämä tulos sopii yhteen joidenkin aikaisempien tutkimuksien kanssa, joissa on nähty tilastollisesti merkitseviä, vaikkakin melko heikkoja, Pohjois-Atlantin oskillaation vaikutuksia Euroopan ilmastoon (esimerkiksi Ison-Britannian kesälämpötiloihin ja Euroopan kesäaikaiseen sateisuuteen).

Tutkimuksen tuloksien mukaan Pohjois-Atlantin oskillaation ollessa positiivisessa vaiheessaan, kuivan ja kuuman kesän todennäköisyys Euroopassa on suurempi ja Pohjois-Atlantin oskillaation ollessa negatiivisessa vaiheessaan, kuivan ja kuuman kesän todennäköisyys Euroopassa on pienempi. Tutkimuksen tulokset saattavat jatkossa tehdä Euroopan vuodenaikaisennusteet tarkemmiksi.

Yksi merkittävä piirre Pohjois-Atlantin oskillaatioon liittyen on se, että se on ollut pitkittyneessä positiivisessa tilassa viimeisen 40 vuoden aikana, mikä saattaa liittyä ilmaston lämpenemiseen. Tämän uuden tutkimuksen mukaan Pohjois-Atlantin positiivinen vaihe on saattanut vaikuttaa samaan aikaan esiintyneeseen helleaaltojen yleistymiseen Euroopassa.

Lähde: Wang, G., Dolman, A. J., and Alessandri, A.: A summer climate regime over Europe modulated by the North Atlantic Oscillation, Hydrol. Earth Syst. Sci., 15, 57-64, doi:10.5194/hess-15-57-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Lisätietoa:

Myös Suomessa on havaittu Pohjois-Atlantin oskillaation vaikutus samaan tapaan kuin tässä uudessa tutkimuksessa. Antti Halkka kollegoineen (2006) tutki Itämeren saarissa elävien sylkikaskaiden populaation vaihteluita ilmastoon liittyen. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös Pohjois-Atlantin oskillaation vaikutusta populaatioden kokoon. Heidän tuloksiensa mukaan Pohjois-Atlantin oskillaation korkeat arvot liittyivät selkeästi pienempään sylkikaskaiden populaatiokokoon.

Syyksi he ehdottavat jokseenkin samaa mekanismia kuin yllä kuvatussa uudessa tutkimuksessa. Kylmän ja lumisen talven jälkeen lumi sulaa myöhemmin ja maaperässä on keväällä enemmän kosteutta, mikä laskee kevään lämpötilaa. Tämä taas vaikuttaa sylkikaskaiden populaation kokoon.

Antti Halkka, Liisa Halkka, Olli Halkka, Kaisa Roukka, Jussi Pokki, 2006, Lagged effects of North Atlantic Oscillation on spittlebug Philaenus spumarius (Homoptera) abundance and survival, Global Change Biology, Volume 12, Issue 12, pages 2250–2262, December 2006, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2006.01266.x. [tiivistelmä]