Antarktiksella taas satelliittiajan laajin kuukausikohtainen merijää, globaalisti neljänneksi lämpimin heinäkuu mittaushistoriassa

Valkokulmapingviinejä (Pygoscelis papua) Cuverville-saarella. Kuvan © Klaas Köhne – Fotolia.com.

Antarktiksella neljäs peräkkäinen kuukausikohtainen merijään laajuusennätys

Viime kuussa eteläisellä pallonpuoliskolla (Antarktis, Etelämanner) saavutettiin heinäkuiden merijäätilastojen koko 36-vuotisen satelliittimittaushistorian (1979-2014) ennätys. Heinäkuussa 2014 eteläisen pallonpuoliskon merijään laajuus oli 17,40 miljoonaa neliökilometriä, mikä on 0,96 miljoonaa neliökilometriä eli 5,8 prosenttia pitkäaikaisen keskiarvon (1981-2010) yläpuolella.

Tämä oli laajin koskaan Antarktiksella heinäkuussa mitattu merijään laajuus. Aiempi heinäkuun 2010 ennätys ylittyi 207 000 neliökilometrillä. Samalla heinäkuu oli 19. peräkkäinen kuukausi, jolloin eteläisen pallonpuoliskon merijään laajuus oli selvästi yli pitkän aikavälin keskiarvon, ja neljäs peräkkäinen kuukausi, jolloin merijään laajuus ylitti kuukausikohtaisen ennätyksen. Kahdeksana viimeisimmästä 12 kuukaudesta eteläisellä pallonpuoliskolla on tehty jään laajuuden kuukausikohtainen ennätys. Heinäkuun merijään pinta-ala eteläisellä pallonpuoliskolla kasvaa hieman, keskimäärin 1,16 prosenttia vuosikymmenessä.

Antarktiksen merijään laajuus on säilynyt myös elokuun 2014 alkupuolella päiväkohtaisten ennätyslukemien tasolla, noin 1,19 miljoonaa neliökilometriä pitkäaikaisen keskiarvon yläpuolella. Näin siitä huolimatta, että ilman lämpötilat ovat olleet Rossinmeren ja läntisen Amundseninmeren alueella kahden viikon ajan jopa kahdeksan celsiusastetta tavanomaista korkeampia. Toukokuun puolivälistä elokuun puoliväliin useimmilla Antarktiksen merialueilla on ollut hieman tavanomaista lämpimämpää. Tämä näyttäisi tukevan sitä ajatusta, että vuoden 2014 ennätykselliset tai lähes ennätykselliset merijään laajuudet johtuvat pikemminkin tuulista ja meriolosuhteista eivätkä ilman lämpötiloista.

Selittääkö ilmastonmuutos Antarktiksen merijään pinta-alan lisääntymisen vai onko kyseessä luontainen vaihtelu?

Kaikkein suurimmat Antarktiksen merijään pinta-alat on mitattu vuosina 2012 ja 2013 (19,47 miljoonaa neliökilometriä 22.9.2013). Miksi merijään laajuus on kasvanut? Syyksi on mainittu Antarktiksen voimakas otsonikato ja sitä seuraavat ilman lämpötilojen aleneminen sekä tuulien muuttuminen. Stratosfäärin otsonikerros absorboi eli imee itseensä auringon lämpösäteilyä ja toimii siten kuin lämmittävä huopa. Otsoniaukon seurauksena Antarktiksen alue on voinut viilentyä, mikä lisää ja voimistaa tuulia maanpinnalla. Tämä puolestaan voi levittää merijäätä entistä laajemmalle alueelle, jolloin pinta-ala kasvaa. Pinta-alan lisäksi myös merijään määrä (tilavuus) näyttää lisääntyneen, mutta Antarktiksellakin mannerjään tilavuus on vähentynyt huolestuttavasti.

Myös uusien, vertaisarvioitujen, osin vielä painossa olevien tutkimusten mukaan keskeisenä syynä Antarktiksen merijään pinta-alan lisääntymiseen ovat epätavalliset tuulet, jotka sekä lisäävät jään muodostumista että levittävät jäätä entistä laajemmalle alueelle. Kumpanakin ennätysvuonna Amundseninmeren matalapainealueen laajuus ja voimakkuus ovat olleet poikkeuksellisia jään muodostumisjakson lopulla. Lisäksi meriveden lämpötila oli 1-2 celsiusastetta tavanomaista viileämpi jään reunan lähellä Amundsen-Bellingshausen alueella heinä-elokuussa 2013.

Pitkäaikaiseen jään laajenemistrendiin vaikuttanevat pysyvästi lisääntyneet länsituulet ja kelluvan jään alta ylös nouseva sulamisvesi, joka viilentää pintavettä. Sulamista puolestaan aiheuttavat muuttuneiden tuulten myötä entistä syvemmälle mantereen sisäosiin kulkeutuva lämmin merivesi ja länsituulten myötä entistä kauemmaksi ulospäin ja itään liikkuva merijää. Merijään muodostumisen lisääntymiseen johtaa sulamisvesistä aiheutuva meren kylmän pintakerroksen (lähellä jäätymispistettä olevaa vettä) paksuuntuminen ja leviäminen entistä laajemmalle alueelle Antarktiksen ympärillä.

Antarktiksen merijään pinta-ala on ilmeisesti vaihdellut melko paljon jo ennen satelliittimittauksia. Vanhoja satelliittikuvia tutkimalla on saatu selville, että eteläisen pallonpuoliskon talvisen merijäämaksimin aikaan syyskuussa 1964 merijään pinta-ala lienee ollut 19,7 ± 0,3 miljoonaa neliökilometriä, mikä ylittää satelliittiaikakauden laajuusennätykset vuosilta 2012 ja 2013. Elokuussa 1966 merijäätä puolestaan näyttää olleen vain 15,9 ± 0,3 miljoonaa neliökilometriä, mikä on paljon vähemmän kuin satelliittiaikakauden elokuun ennätysminimi vuodelta 1986. Siten Antarktiksen merijään vaihtelu voi olla paljon suurempaa kuin satelliittiaikakauden mittaukset näyttävät osoittavan. Vaikka nykyinen Antarktiksen merijään laajenemistrendi onkin tärkeä, pinta-ala ei kuitenkaan vielä näytä saavuttavan viime vuosisadan ennätyksiä. Mittausmenetelmässä ilmeisesti aiemmin olleen virheen takia satelliittimittaus saattaa myös liioitella Antarktiksen merijään pinta-alan kasvutrendiä pitkällä aikavälillä tarkasteltaessa.

Arktisella alueella mittaushistorian neljänneksi vähiten heinäkuista merijäätä

Pohjoisella pallonpuoliskolla (Arktis) merijään laajuus oli heinäkuussa 8,25 miljoonaa neliökilometriä, mikä on 1,45 miljoonaa neliökilometriä eli 15,0 prosenttia alle pitkän aikavälin (1981-2010) keskiarvon. Tämä oli mittaushistorian neljänneksi pienin heinäkuinen merijään pinta-ala. Vähemmän merijäätä on ollut heinäkuiden 2007, 2011 ja 2012 mittauksissa. Heinäkuun merijään laajuus pohjoisella pallonpuoliskolla pienenee keskimäärin 7,22 prosenttia vuosikymmenessä.

Arktiksen merijää sulaa Antarktiksen laajenemista nopeammin

Koko maapallolla oli heinäkuussa merijäätä keskimäärin 25,65 neliökilometriä, mikä on 1,8 prosenttia vähemmän kuin pitkäaikainen (1981-2010) keskiarvo. Samalla se on mittaushistorian 13. pienin heinäkuinen koko maapallon merijään pinta-ala. Laajimmillaan heinäkuinen merijään pinta-ala on ollut mittausten aloitusvuonna 1979 (27,30 miljoonaa neliökilometriä) ja pienimmillään vuonna 2011 (24,23 miljoonaa neliökilometriä). Keskimäärin globaali heinäkuinen merijään laajuus vähenee 1,95 prosenttia vuosikymmenessä.

Elokuun 2014 alkupuolella arktinen merijää on sulanut hieman hitaammin kuin keskimäärin tähän aikaan vuodesta. Elokuun puolivälissä pinta-ala oli sama kuin viime vuonna ja hieman suurempi kuin ennätysvuonna 2012, jolloin syyskuussa saavutettiin mittaushistorian pienin pinta-ala. Tänä vuonna uutta ennätysminimiä ei ole odotettavissa.

Heinäkuu 2014 maailmanlaajuisesti mittaushistorian neljänneksi lämpimin, meret kolmatta kuukautta peräkkäin mittaushistorian lämpimimpiä

Huhtikuu 2014 oli globaalisti yhtä lämmin kuin mittaushistorian lämpimin huhtikuu 2010. Toukokuu oli mittaushistorian lämpimin toukokuu ja kesäkuu mittaushistorian kuumin kesäkuu. Kolmen ennätyskuukauden jälkeen heinäkuussa palattiin hieman pienempiin anomalioihin (poikkeamiin tavanomaisesta), kun NOAA:n mukaan maa- ja merialueet yhdistettyinä heinäkuu oli 135-vuotisen mittaushistorian neljänneksi lämpimin, 0,64 celsiusastetta 1900-luvun keskiarvoa (15,8 astetta) lämpimämpi. Satelliittimittauksissa heinäkuu oli 36-vuotisen mittaushistorian neljänneksi tai viidenneksi lämpimin.

Norjassa heinäkuu oli kaikista kuukausista mittaushistorian (alkaen vuodesta 1900) lämpimin, 4,3 astetta pitkäaikaisen (1961-1990) heinäkuun keskiarvon yläpuolella. Aiempi ennätys (heinäkuu 1925, heinäkuu 1937 ja heinäkuu 1941) oli 1,0 astetta alempi. Suuri osa Keski-Norjaa oli 6-7 astetta tavanomaista lämpimämpi.

Kouvolassa ja Hattulassa tehtiin Suomen ennätys yhden mittausaseman helleputken pituudessa (26 peräkkäistä hellepäivää). Suomessa tehtiin useita muitakin lämpöennätyksiä. Esimerkiksi 38 peräkkäistä hellepäivää jossakin päin Suomea sivuaa aiempaa ennätystä vuodelta 1973.

Maa-alueet olivat heinäkuussa 2014 globaalisti mittaushistorian kymmenenneksi lämpimimmät, kun taas merialueet olivat mittaushistorian lämpimimmät (jaetulla ykkössijalla vuoden 2009 kanssa). Meret ovat olleet kolmena peräkkäisenä kuukautena mittaushistorian lämpimimpiä (lämpimin toukokuu, lämpimin kesäkuu, lämpimin heinäkuu).

Maa- ja merialueet yhdistettynä tammi-heinäkuun 2014 jakso on ollut mittaushistorian kolmanneksi lämpimin vastaava jakso (jaetulla kolmannella sijalla vuoden 2002 kanssa), 0,66 astetta 1900-luvun keskiarvoa (13,8 astetta) lämpimämpi.

Heinäkuun 2014 sään ääri-ilmiöistä voit lukea yhteenvedon tästä linkistä. Elokuun alussa (4.8.2014) Latviassa mitattiin ”maagiset” 100 fahrenheitastetta (37,8 celsiusastetta) ensimmäistä kertaa Baltian mittaushistoriassa ja Ruotsissa kärsittiin ”maan modernin historian pahimmasta metsäpalosta”.

Keskeisimmät lähteet ja lisätietoja

National Snow & Ice Data Center: Melting in the North, freezing in the South, July 17, 2014

NOAA National Climatic Data Center, State of the Climate: Global Analysis for July 2014, published online August 2014, retrieved on August 24, 2014

NOAA National Climatic Data Center, State of the Climate: Global Snow & Ice for July 2014, published online August 2014, retrieved on August 24, 2014

Reporting Climate Science: July Sea Ice – Antarctic High Vs Trend Decline in Arctic, August 7, 2014

Ilmastonmuutos ja metsät – uutta tutkimustietoa

Metsät reagoivat ilmastonmuutokseen eri alueilla eri tavoin. Joillakin alueilla ilmaston lämpeneminen mahdollistaa metsien leviämisen uusille alueille. Joillakin alueilla ilmaston lämpeneminen lisää puiden vedentarvetta ja samalla aiheuttaa kuivuutta, eli vähentää saatavilla olevan veden määrää. Tämä vähentää metsien kasvua. Ohessa on esitelty muutamia satunnaisesti valittuja uusia tutkimuksia ilmastonmuutoksen vaikutuksesta metsiin eri puolilla maapalloa.

kuusimetsa

Ihmiskunnan hiilidioksidipäästöistä alle puolet jää ilmakehään, koska sekä meriin että maa-alueille sitoutuu hiiltä ilmakehästä. Maa-alueiden hiilinielu on kaksinkertaistunut 1960-luvulta nykypäivään. Hiilinielun aiheuttajat ja sijainnit ovat vielä suhteellisen huonosti tiedossa. (Phillips ja Lewis)

Kun ihmiskunnan maankäyttö jätetään pois laskuista, loput maa-alueiden hiilinielusta näyttää olevan metsissä. Metsien hiilinielu on jakautunut eri puolille maapalloa. Merkittäviä hiilivirtoja menee pohjoisiin ja lauhkean vyöhykkeen metsiin sekä tropiikin koskemattomiin metsiin. Trooppisten koskemattomien metsien hiilinielu näyttää vähentyneen hieman viime aikoina. Maankäytöstä tulevat hiilipäästöt kumoavat trooppisten koskemattomien metsien hiilinielua, ja tropiikki näyttääkin olevan lähes hiilineutraali tässä mielessä. (Phillips ja Lewis)

Yingchun Liu ja muut ovat arvioineet lämpötilan, sademäärän ja metsien iän vaikutusta maanpinnan yläpuolella olevan biomassan tiheyteen. Tutkimuksessa oli mukana vanhoja metsiä 897 paikalta eri puolilta maapalloa. Tutkimuksessa selvisi, että suurin biomassan tiheys esiintyy keskileveysasteiden metsissä, joissa vuoden keskilämpötila on 8-10 celsiusastetta ja keskimääräinen vuotuinen sademäärä on 1000-2500 millimetriä. Biomassan tiheys on suurimmillaan, kun metsä on 450-500 vuotta vanha. Tämä on suurempi kuin aiemmissa tutkimuksissa, joissa arvio on ollut 100-200 vuotta. Suurin osa tutkimuksen metsistä oli 80-450 vuotta vanhoja, ja niissä hiiltä kertyi enemmän kuolleeseen biomassaan kuin elävään biomassaan.

Pohjois-Amerikka

Metsien kuolleisuuden on havaittu lisääntyneen maapallolla viime aikoina. Tätä ei ole voitu ennustaa nykyisillä kasvillisuusmalleilla. Tutkimusten mukaan kuolleisuuden lisääntyminen johtuu ilmaston ja kilpailun yhteisvaikutuksesta. Tällainen yhteisvaikutus ei ole mukana malleissa, koska yhteisvaikutuksia on vaikea arvioida ja lisäksi tarvitaan säännöllisiä havaintoja yksittäisistä puista pitkältä aikaväliltä.

Clark ja muut ovat arvioineet tekijöiden yhteisvaikutusta Kaakkois-Yhdysvalloissa 20 vuoden havaintomateriaalin perusteella. Heidän mukaansa tekijöiden yhteisvaikutus ohjaa metsien reagointia ilmastonmuutokseen, joten yhteisvaikutusten puuttuminen malleista johtaa epätarkkoihin ennusteisiin. Lisääntynyt kuivuus ei näytä vaikuttavan eniten niihin lajeihin, joiden kasvunopeus reagoi voimakkaimmin sademäärien muutoksiin, vaan niihin lajeihin, jotka ovat riippuvaisia paikallisen ympäristön resursseista. Tutkimuksen tulokset tukevat aiempia arvioita savannien lisääntymisestä Kaakkois-Yhdysvalloissa metsien kustannuksella.

Ueyama ja muut ovat mitanneet hiilidioksidivuota Alaskan sisäosissa sijaitsevassa mustakuusimetsässä vuosien 2003 ja 2011 välillä. Kyseisessä metsässä biomassan määrä ja ekosysteemin hengitys (ihmisen ja eläinten tapaan myös kasveilla on hengittämistä vastaavia toimintoja ja uloshengityksessä niilläkin vapautuu hiilidioksidia ilmakehään) olivat yhteydessä lämpötilaan siten, että lämpeneminen lisäsi sekä biomassan että hengityksen määrää.

Vuotuista hiilidioksiditasapainoa ohjasi kuitenkin lähinnä ekosysteemin hengitys eikä biomassan määrä. Tutkimuksen kattamalla aikavälillä metsä muuttui hiilinielusta hiilen lähteeksi keskiarvon ollessa lähellä nollaa. Ekosysteemin hengityksen lisääntyminen syksyllä oli liitettävissä alueella tapahtuneeseen voimakkaaseen lämpenemiseen syksyllä.

Girardin ja muut ovat selvitelleet kasvillisuuden ja ilmaston yhteyttä toisiinsa Pohjois-Amerikassa. Heidän tuloksiensa mukaan poikkeuksellisen monien mustakuusien kasvu alkoi hidastua 1900-luvun loppupuolella. Kasvun hidastuminen 1900-luvun lopulla on luonteeltaan erilainen kuin kasvun hidastumisjaksot 1800-luvulla. Tuolloin kasvun hidastuminen liittyi aina ilmaston viileään jaksoon. Viimeaikainen kasvun hidastuminen on kuitenkin tapahtunut hyvin lämpimän ilmastojakson aikana. Näyttää siltä, että ilmaston lämpeneminen saa kasvit tarvitsemaan enemmän vettä ja kun vettä ei ole enempää, kasvu hidastuu. Tutkijoiden mukaan myös merijään väheneminen arktisella alueella on vaikuttanut asiaan, koska merijään määrä vaikuttaa kosteusolosuhteisiin.

Keski-Amerikka

Feeley ja muut ovat tarkastelleet puulajien leviämistä korkeammalle vuoristoon Costa Ricassa ilmaston lämmetessä. Tutkimuksessa laskettiin puulajit vuosittain kymmeneltä hehtaarin kokoiselta koealalta, jotka sijaitsivat eri korkeuksilla. Korkeus vaihteli välillä 70-2800 metriä merenpinnasta. Tutkimuksen tuloksien mukaan koealoilla aiemmin matalalla kasvaneet puulajit lisääntyivät. Puulajien arvioitu siirtymisnopeus korkeammalle oli kuitenkin hiukan ennustettua hitaampaa.

Puulajien siirtymisen havaittiin johtuvan siitä, että korkeammalla elämään tottuneiden puulajien yksilöitä kuoli enemmän kuin matalalla elämään tottuneiden lajien yksilöitä. Tämä viittaa siihen, että monien trooppisten puulajien saattaa olla vaikea sopeutua tulevaan lämpimämpään ilmastoon. Sellaisten lajien tulevaisuus riippuu siitä, miten hyvin ne pystyvät siirtymään uusille alueille, joissa on niille sopivampi ilmasto. Yhä korkeammalle vuoristoon mentäessä maapinta-ala vähenee, joten tilaa eri puulajeille on vähemmän.

Eurooppa

Shuman ja muut ovat arvioineet hiilen kertymistä Venäjän metsiin. Tutkimuksen tuloksien mukaan metsiin kertyisi reilusti hiiltä maanpinnan yläpuolelle, jos metsien annettaisi vanheta 150-vuotiaiksi ennen puiden kaatamisen aloittamista. Tutkijoiden mielestä on kuitenkin epätodennäköistä, että metsät saisivat olla rauhassa niin kauan.

Pensaiden ja puiden odotetaan leviävän arktiselle tundralle ilmaston lämmetessä. Pohjois-Siperiassa tästä on toistaiseksi ollut melko vähän todisteita. Frost ja Epstein ovat tutkineet pensaiden ja puiden esiintymisen muutoksia 11 alueella Pohjois-Siperian tundralla. Tutkimuksessa vertailtiin 1960-luvun satelliittivalokuvia nykyisiin. Puiden ja pensaiden kattama alue lisääntyi yhdeksällä alueella. Leppien esiintymisalue lisääntyi Luoteis-Siperian viidellä tutkimusalueella noin 5-25 prosenttia. Taimyrin niemimaalla ja Pohjois-Siperian alangolla lehtikuusien esiintymisalueet lisääntyivät noin 3-7 prosenttia kolmella tutkimusalueella, mutta neljännellä alueella esiintymisalueet vähenivät ikiroudan sulamisen takia. Itä-Siperiassa yhdellä tutkimusalueella lepän ja männyn esiintymisalueet lisääntyivät noin kuusi prosenttia, mutta toisella tutkimusalueella ei tapahtunut huomattavaa muutosta.

Keskimääräinen kesälämpötila on noussut suurimmalla osalla tutkimusalueista 1960-luvun puoliväliin verrattaessa, mutta esiintymisalueiden laajeneminen ei ole ollut voimakkaasti yhteydessä lämpötilan muutokseen. Esiintymisalueiden laajeneminen oli voimakkaammin yhteydessä sademäärien muutokseen. Puut ja pensaat näyttävät siis olevan leviämässä Pohjois-Siperian tundralle. Leviämisnopeus vaihtelee kuitenkin huomattavasti alueittain. Huomattavia muutoksia saattaa tapahtua jo muutamassa vuosikymmenessä kosteilla pensasvoittoisilla alueilla, kuten Luoteis-Siperiassa. Muutokset tapahtuvat hitaammin mannermaisemmissa olosuhteissa Keski- ja Itä-Siperiassa.

Mazza ja Manetti ovat tutkineet mäntyihin kuuluvan pinjan kasvumuutoksia Italiassa Tyrrhenanmeren (välimeren alue Italian mannerosan, Sardinian ja Sisilian välissä) rannikolla. Tutkimuksien mukaan pinjojen kasvussa näkyi erityisesti merkitsevää hidastumista ja vähäisemmän kasvun ajanjaksoja. Kaksi 20 vuoden jaksoa alkaen 1920-luvulta ja 1970-luvulta olivat pinjojen kasvun kannalta huonoimmat. Voimakkaamman kasvun kausia sääteli eniten sademäärä. Sademäärän kasvu vaikutti monen vuoden ajalla maaperään imeytyneen kosteuden ansiosta.

Büntgen ja muut ovat selvitelleet männyn kasvua Espanjassa (kyseessä on sama mäntylaji kuin Suomessa kasvava). He mittasivat vuosirenkaiden leveyden 871 männystä 18 alueelta Keski-Espanjassa. Vuosirenkaiden leveyden vaihtelut ovat voimakkaasti yhteydessä vuorokauden lämpötilaeron (vuorokauden maksimi- ja minimilämpötilan erotus) muutokseen 1950-luvulta lähtien. Pohjois-Atlantin oskillaatio näkyy vaihteluna vuosirenkaiden leveydessä. Pitkällä aikavälillä mäntyjen kasvu hidastuu, mikä näyttää olevan yhteydessä Keski-Espanjan pitkäaikaiseen kuivumistrendiin, joka alkoi 1970-luvulla. Ilmastomallien simulaatioiden perusteella tämä muutos tulee jatkumaan koko kuluvan vuosisadan ajan, joten alueen ekologiassa on odotettavissa muutoksia.

Aasia

Hongyan Liu ja muut ovat selvitelleet metsien muutoksia Keski-Aasiassa ilmaston lämmetessä. Alueelta on toistaiseksi ollut melko vähän tietoa ilmaston vaikutuksesta metsiin. Tutkimuksen tuloksien mukaan vuodesta 1994 jatkunut puiden kasvun hidastuminen rajoittuu puolikuivilla alueilla kasvaviin metsiin. Puolikuivilla alueilla ilmaston lämpeneminen on voimistanut kasvien tarvetta saada vettä ja puiden kasvu on hidastunut veden puutteen takia. Vedenpuute on lisäksi pahentunut lisääntyvän kuivuuden takia. Myös tulipalot, kasvitaudit ja hyönteistuhot ovat lisääntyneet viime aikoina. Ilmaston lämpenemisen jatkuessa vedenpuutteen odotetaan lisääntyvän. Tämä saattaa johtaa Keski-Aasian puolikuivilla alueilla kasvavien metsien vähenemiseen.

Wu ja muut ovat tarkastelleet puiden kasvua Luoteis-Kiinassa Tianshanin vuoristossa. Kyseisellä alueella tärkeä puiden kasvua rajoittava tekijä on maaperän kosteus. Tutkimuksessa havaittiin puiden kasvun erojen eri vuosien välillä olevan yhteydessä huhtikuun lämpötilaan 1970-luvulta alkaen siten, että lämpimämpi huhtikuu aiheutti vähäisempää puiden kasvua. Näyttää siis siltä, että kevään lämpeneminen hidastaa puiden kasvua. Tutkijoiden mukaan tämä johtuu siitä, että lämpimämpi kevät kuivattaa maaperää, jolloin puut eivät saa tarpeeksi vettä ja kasvu hidastuu.

Australia

Rawal ja muut ovat tutkineet Australiassa kasvavien kuuden Eukalyptus-puulajin kasvun muutoksia ilmaston muuttuessa. Tutkimuksen puulajeista kolme oli lämpimistä ja kuivista metsistä sekä kolme viileistä ja kosteista metsistä. Lämpimissä ja kuivissa metsissä elävät lajit osoittautuivat kestävämmäksi korkeammille lämpötiloille ja kuivemmille olosuhteille kuin viileissä ja kosteissa metsissä elävät lajit. Ilmastonmuutoksen odotetaan muuttavan olosuhteet Australiassa lämpimämmiksi ja kuivemmiksi, joten viileissä ja kosteissa metsissä elävien lajien kasvu saattaa taantua ilmaston muuttuessa, kun taas lämpimien ja kuivien metsien lajit saattavat pystyä säilyttämään nykyisen kasvuvauhdin.

Lähteet:

Ulf Büntgen, Fernando Martínez-Peña, Jorge Aldea, Andreas Rigling, Erich M. Fischere, J. Julio Camarero, Michael J. Hayes, Vincent Fatton, Simon Egli, Declining pine growth in Central Spain coincides with increasing diurnal temperature range since the 1970s, Global and Planetary Change, Volume 107, August 2013, Pages 177–185, http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.05.013. [tiivistelmä]

James S. Clark, David M. Bell, Matthew C. Kwit, Kai Zhu, Competition-interaction landscapes for the joint response of forests to climate change, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12425. [tiivistelmä]

Kenneth J. Feeley, Johanna Hurtado, Sassan Saatchi, Miles R. Silman, David B. Clark, Compositional shifts in Costa Rican forests due to climate-driven species migrations, Global Change Biology, Volume 19, Issue 11, pages 3472–3480, November 2013, DOI: 10.1111/gcb.12300. [tiivistelmä]

Gerald V. Frost, Howard E. Epstein, Tall shrub and tree expansion in Siberian tundra ecotones since the 1960s, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12406. [tiivistelmä]

Martin P. Girardin, Xiao Jing Guo, Rogier De Jong, Christophe Kinnard, Pierre Bernier, Frédéric Raulier, Unusual forest growth decline in boreal North America covaries with the retreat of Arctic sea ice, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12400. [tiivistelmä]

Hongyan Liu, A. Park Williams, Craig D. Allen, Dali Guo, Xiuchen Wu, Oleg A. Anenkhonov, Eryuan Liang, Denis V. Sandanov, Yi Yin, Zhaohuan Qi, Natalya K. Badmaeva, Global Change Biology, Volume 19, Issue 8, pages 2500–2510, August 2013, DOI: 10.1111/gcb.12217. [tiivistelmä]

Yingchun Liu, Guirui Yu, Qiufeng Wang, Yangjian Zhang, How temperature, precipitation and stand age control the biomass carbon density of global mature forests, Global Ecology and Biogeography, DOI: 10.1111/geb.12113. [tiivistelmä]

Gianluigi Mazza, Maria Chiara Manetti, Growth rate and climate responses of Pinus pinea L. in Italian coastal stands over the last century, Climatic Change, September 2013, DOI: 10.1007/s10584-013-0933-y. [tiivistelmä]

Oliver L. Phillips, Simon L. Lewis, Evaluating the Tropical Forest Carbon Sink, Global Change Biology, 2013, DOI: 10.1111/gcb.12423. [tiivistelmä]

Deepa S. Rawal, Sabine Kasel, Marie R. Keatley, Cristina Aponte, Craig R. Nitschke, Environmental effects on growth phenology of co-occurring Eucalyptus species, International Journal of Biometeorology, October 2013, DOI: 10.1007/s00484-013-0756-6. [tiivistelmä]

Jacquelyn K Shuman et al 2013, Assessment of carbon stores in tree biomass for two management scenarios in Russia, Environ. Res. Lett. 8 045019 doi:10.1088/1748-9326/8/4/045019. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Masahito Ueyama, Hiroki Iwata, Yoshinobu Harazono, Autumn warming reduces the CO2 sink of a black spruce forest in interior Alaska based on a nine-year eddy covariance measurement, Global Change Biology, 2013, DOI: 10.1111/gcb.12434. [tiivistelmä]

Xiuchen Wu et al 2013, Prolonged limitation of tree growth due to warmer spring in semi-arid mountain forests of Tianshan, northwest China, Environ. Res. Lett. 8 024016 doi:10.1088/1748-9326/8/2/024016. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmastonmuutos lisännyt korkeita lämpötiloja ja helleaaltoja

Viime viikolla  julkaistun tutkimuksen mukaan korkeat lämpötilat ovat yleistyneet sekä nousseet ja minimilämpötilat taas paikoin kylmentyneet viimeisimmän 15 vuoden aikana. Kuumien äärilämpötilojen kohdalla trendi on kuitenkin jyrkempi. Ainakaan maksimilämpötiloissa väitettyä maapallon lämpenemisen hidastumista ei näy lainkaan. Globaalissa tarkastelussa ei myöskään nähdä sitä, että joillakin alueilla ja tiettyinä vuodenaikoina keskilämpötilatkin ovat selvästi nousseet. Yleisestä lämpenemisen hidastumisesta tai pysähtymisestä ei siis voida puhua. Sitä paitsi juuri lisääntyneet korkeat lämpötilat aiheuttavat ilmastonmuutoksen haitallisimmat seuraukset.

Hitze

© Mathias Rosenthal – Fotolia.com

Nature Climate Change –julkaisun mukaan kuumat äärilämpötilat ovat lisääntyneet maapallolla vuodesta 1979 vuoteen 2012, joka on toistaiseksi viimeisin tarkastettujen säätilastojen vuosi. Vaikka viimeisimpien 15 vuoden aikana maapallon keskimääräinen lämpötila ei ehkä olekaan kohonnut yhtä nopeasti kuin aiemmin (tosin toisenlaisiakin laskelmia on olemassa), kuumat äärilämpötilat ovat jatkaneet yleistymistään.

Tutkimuksessa maapallon maa-alueet jaettiin osiin (hilaruutuihin) ja katsottiin kahdesta eri lämpötilasarjasta (ERA-Interim ja HadEX2), kuinka monella alueella (hilaruudulla) esiintyi kuumia äärilämpötiloja vuoden aikana vähintään 10 ylimääräisenä päivänä (ExD10) verrattuna kyseisen alueen pitkän aikavälin (32 vuotta, 1979-2010) keskiarvoon (ExDref). ExD10 tarkoittaa siis sitä, että alueella vuoden aikana esiintyvien kuumien päivien määrä on ExDref + 10. Vastaavalla tavalla määritettiin 30 ylimääräisen kuuman päivän (ExD30) ja 50 ylimääräisen kuuman päivän (ExD50) tapaukset. Kuumaksi äärilämpötilaksi määriteltiin ne lämpötilat, jotka kuuluvat kyseisen alueen lämpötilavaihtelun kuumimpaan kymmeneen prosenttiin. Tutkimuksessa selvitettiin muutosta vuoden 1997 jälkeen eli aikana, jolloin ilmastoskeptikkojen mukaan maapallo ei ole enää lämmennyt.

Tutkimuksen mukaan joinakin vuosina on erityisen paljon kuumia lämpötiloja, mikä johtuu luonnollisesta vaihtelusta. Esimerkiksi El Niño –vuosina (1982-1983 ja 1997-1998) on ollut huomattavasti tavanomaista enemmän alueita, joilla on havaittu paljon kuumia päiviä. Tämä on luonnollista, koska El Niño kohottaa globaaleja lämpötiloja. Kuitenkin molemmissa lämpötilasarjoissa näkyi selvästi myös ilmastonmuutoksen aiheuttama korkeiden äärilämpötilojen sekä helleaaltojen kasvava trendi useilla alueilla.

Vuosina 1997-2012 lisääntyi sekä ExD10-, ExD30- että ExD50-alueiden määrä (suhteessa keskiarvoon 1979-2010). Selvästi voimakkain trendi on ExD50-alueiden kohdalla. Kaikkein äärimmäisin tilanne, kuumat äärilämpötilat vähintään 50 ylimääräisenä päivänä verrattuna pitkän aikavälin keskiarvoon, yleistyi siis eniten. Tällaisten alueiden määrä moninkertaistui lämpenemisen väitetyn pysähtymisjakson aikana.

Molemmissa toisistaan enimmäkseen erillisissä lämpötilasarjoissa tulos on hyvin samanlainen. Koska maapallon lämpenemisen väitetty pysähtymisjakso on lyhyt (1997-2012, siis 15 vuotta), trendien tilastollisen merkitsevyyden testaaminen ei ole kovin mielekästä. ERA-Interim –lämpötilasarjassa tulos kuitenkin on merkitsevä viiden prosentin tasolla (Mann-Kendall –testi), mikä tarkoittaa sitä, että sen sattumalta syntymisen todennäköisyys on alle viisi prosenttia.

Erityisen korkeiksi äärilämpötiloiksi tutkimuksessa määriteltiin ne lämpötilat, jotka ylittävät 95. persentiilin eli joiden alapuolelle jakaumassa jää 95 % tapauksista. Useimmilla maapallon alueilla erityisen korkeat lämpötilat ovat nousseet sekä keväällä, kesällä että syksyllä. Kaikkina näinä kolmena vuodenaikana korkeat äärilämpötilat ovat nousseet osissa Eurooppaa, Etelä-Amerikkaa ja Itä-Yhdysvaltoja jopa yli 1,5 celsiusastetta vuosikymmentä kohden aikavälillä 1997-2012. Suomessa erityisen korkeat äärilämpötilat ovat nousseet lähinnä keväällä (maalis-toukokuun jaksolla).

Sen sijaan monilla alueilla talvilämpötilat ovat laskeneet. Suuressa osassa Suomea, Venäjää, Kanadaa ja Itä-Yhdysvaltoja talven erityisen korkeat äärilämpötilat ovat alentuneet jopa yli 1,5 celsiusastetta vuosikymmentä kohden aikavälillä 1997-2012. Osissa Lounais-Yhdysvaltoja, Afrikkaa ja Etelä-Amerikkaa talven erityisen korkeat äärilämpötilat ovat puolestaan nousseet vastaavalla astemäärällä.

Aiemmassa tutkimuksessa on todettu tietyillä alueilla tapahtuneen talvilämpötilojen alentumisen olevan tärkein syy siihen, ettei maapallon keskilämpötila näytä voimakkaasti nousseen vuoden 1998 jälkeen. Keskilämpötilan nousun hidastumisen syyksi on esitetty myös esimerkiksi ilmaston sisäistä vaihtelua, lämmön sitoutumista syvälle meriin, auringon aktiivisuuden heikentymistä, stratosfäärin vesihöyryn lisääntymistä, otsonia tuhoavien päästöjen vähentymistä, ENSO-värähtelyn siirtymistä entistä voimakkaammin La Niña –vaiheisiin El Niñon sijaan ja tulivuorenpurkausten sarjaa (17 melko pientä tulivuorenpurkausta vuoden 2000 jälkeen).

Syyt siihen, miksi maksimilämpötilat ovat kohonneet maa-alueilla koko maapallon keskilämpötiloja enemmän, eivät kuitenkaan ole täysin selvät. Maksimilämpötilojen nousuun on voinut vaikuttaa esimerkiksi tiettyjen alueiden (lähinnä keskileveyksillä) kuivuus. Kuivuus ja helle näyttävät kulkevan käsi kädessä. Kuivasta maasta ei nouse kosteutta, joka alentaisi ympäröivän ilman lämpötilaa. Tästä voi seurata kuivumisen ja lämpenemisen kierre samaan tapaan kuin tapahtui Yhdysvaltojen historiallisessa kuivuudessa vuonna 2012.

Suuressa osassa Etelä-Amerikkaa, Eurooppaa, arktista aluetta ja Grönlantia koko vuoden erityisen korkeat äärilämpötilat ovat nousseet jopa yli 1,5 celsiusastetta vuosikymmentä kohden aikavälillä 1997-2012, kun taas suurimmassa osassa Yhdysvaltoja nousua on tapahtunut 0,5-1 celsiusastetta. Mielenkiintoista on myös se, että minimilämpötilat ovat muuttuneet entistäkin kylmemmiksi, vaikkakaan minilämpötilojen kylmenemisessä ei ole yhtä voimakasta trendiä kuin maksimilämpötilojen kuumenemisessa.

Viime vuosien helleaaltojen (Venäjä 2010, Texas 2011, Australia 2012) analyysit osoittavat, että kaikissa näissä ilmastonmuutos lisäsi niiden syntytodennäköisyyttä. Ilmastonmuutosta ei voi suoraan sanoa näiden helleaaltojen aiheuttajaksi, mutta ilmastonmuutos on selkeästi lisännyt niiden syntyedellytyksiä. Monet sään ääri-ilmiöt johtuvat ainakin osittain ilmastonmuutoksesta. Kalliita sääkatastrofeja on ollut paljon.

Vaikka tämä tutkimusaineisto päättyykin vuoden 2012 loppuun, ennätyshelteiden voidaan todeta jatkuneen sen jälkeenkin. Maksimilämpötilojen ennätyksiä rikottiin Alaskassa ja Siperiassa kesällä 2013. Australiassa oli historian kuumin vuosi, kevät, kesä, kuukausi, viikko ja päivä. Myös vuosi 2014 alkoi helleaalloilla Australiassa, Argentiinassa ja Brasiliassa. Länsi-Euroopassakin on ollut ainakin lähes ennätyslämmintä.

Jos maapallon lämpeneminen on hidastunut viimeisimmän 15 vuoden aikana, se ei kuitenkaan ole mikään yksiselitteinen asia. Ainakaan maksimilämpötiloissa tällaista lämpenemisen hidastumista ei näy lainkaan. Globaalissa tarkastelussa ei myöskään nähdä sitä, että joillakin alueilla ja tiettyinä vuodenaikoina keskilämpötilatkin ovat selvästi nousseet. Yleisestä lämpenemisen hidastumisesta tai pysähtymisestä ei siis voida puhua.

Sitä paitsi juuri korkeat lämpötilat ovat ilmastonmuutoksessa erittäin ratkaiseva tekijä. Kuumat lämpötilat heikentävät satoa, lisäävät energiankäyttöä (viilennystarve) ja ovat esimerkiksi Yhdysvalloissa tärkein säähän liittyvä kuolleisuutta lisäävä tekijä. Venäjän helleaalto vuonna 2010 aiheutti yli 50 000 ennenaikaista kuolemaa ja pakotti Venäjän kieltämään viljanviennin kuivuuden takia yli vuoden ajaksi.

Maapallon lämpenemisen jatkumista todistavat myös arktisen merijään sulaminen, merenpinnan nousu, merien lämpösisällön kasvaminen sekä viime vuosikymmenen aikana tapahtunut päivän maksimilämpötilojen ja yön maksimilämpötilojen nousu. Victorian osavaltiossa Australiassa korkeiden lämpötilojen todennäköisyys on viisinkertaistunut.

Jos ilmasto ei muuttuisi, uusia lämpö- ja kylmyysennätyksiä pitäisi havaintohistorian pidentyessä tulla yhä harvemmin ja uusia lämpö- sekä kylmyysennätyksiä pitäisi tulla likimain yhtä paljon. Kun tarkastellaan Yhdysvaltojen päivittäisten lämpöennätysten suhdetta vuosikymmenittäin, havaitaan lämpöennätysten määrän suhteessa kylmyysennätyksiin lisääntyvän. Vielä 1950-luvulla lämpö- ja kylmyysennätysten suhde oli 1,09 : 1, 1960-luvulla 0,77 : 1, 1970-luvulla 0,78 : 1, 1980-luvulla 1,14 : 1, 1990-luvulla 1,36 : 1 ja 2000-luvulla jo 2,04 : 1. Ennätyskuumat kuukaudet ovat lisääntyneet globaalisti.

Maailman ilmatieteen järjestö (WMO) kertoo julkaisevansa maaliskuussa raportin, jonka mukaan ilmastonmuutos on lisännyt voimakkaiden helleaaltojen todennäköisyyttä 500 prosentilla.

Lähteet

Brian Kahn: Climate Central, Climate Change Is Increasing Extreme Heat Globally, Published online February 26th, 2014

Joe Romm: Climate Progress, Nature Stunner – As Climate Change Speeds Up, The Number Of Extremely Hot Days Is Soaring, Joe Romm, February 26, 2014

Sonia I. Seneviratne, Brigitte Mueller, and Lisa V. Alexander: Nature Climate Change, Volume: 4, Pages: 161–163, Year published: 2014, doi:10.1038/nclimate2145, Published online 26 February 2014 

Aiemmat kirjoituksemme samasta aihepiiristä

Ilmastonmuutoksesta johtuvat lämpöennätykset yleistyneet

”Maapallon ilmasto on viilentynyt koko elämäni ajan”

Jatkuiko maapallon lämpeneminen vuosina 1998-2013 jopa voimakkaammin kuin 1979-1997?

Vuosi 2013 globaalisti mittaushistorian 2.-9. lämpimin

Mittaushistorian lämpimin vuosikymmen kaikissa maanosissa

Ilmaston lämpeneminen jatkuu ennusteiden mukaisesti

Ilmaston lämpeneminen ei ole pysähtynyt

Uudet tutkimukset paljastavat odotettua voimakkaamman ilmastonmuutoksen

Ilmastonmuutos uhkaa merikilpikonnia ja monia muitakin lajeja

Merikilpikonnat ovat uineet valtamerissä yli 150 miljoonaa vuotta ja selvinneet lukuisista ilmastonmuutoksista. Silti ihmisen aiheuttama nopea ilmastonmuutos voi johtaa niiden tuhoutumiseen.

zakinthos_munintapaikka

Kilpikonnan munintapaikka Kalamakin rannalla Zakinthoksella. © Jari Kolehmainen

Globaalisti vuosi 2013 oli mittaushistorian toiseksi, neljänneksi tai kuudenneksi lämpimin. Australiassa viime vuosi oli mittaushistorian kuumin ja tämäkin vuosi alkoi helleaalloilla. Miten eläimet selviytyvät ja voivatko ne sopeutua ilmastonmuutokseen?

Historiallisesti kilpikonnia oli kaikkialla. Niitä oli Karibialla niin runsaasti Kolumbuksen purjehtiessa Amerikkaan, että kertomusten mukaan hänen miehistönsä valitti unen puutetta, joka johtui jatkuvasta laivan törmäilystä merikilpikonniin yöaikaan.

Nykyään merikilpikonnat ovat uhattuina monella tavalla. Nopea ilmastonmuutos tällä vuosisadalla voi sinetöidä niiden kohtalon kertaheitolla.

Viime vuosisadalla kaikkien seitsemän lajin populaatiot vähentyivät jo dramaattisesti. Kilpikonnien pyydystäminen (ruoka, öljy, nahka, kilpi), munien kerääminen, veneily (kilpivauriot, haavat, kuolemat), vahingossa tapahtuva tappaminen kalastuksen yhteydessä, muovijäte, kemiallinen saastuminen, maataloudesta ja jätevesistä tulevat ravinteet, valosaaste ja pesimäalueiden häviäminen rannikkoalueiden muuttuessa ovat kaikki vaikuttaneet haitallisesti.

valekaretti

Caretta caretta -valekarettikilpikonna vapaana Välimeressä. © Jari Kolehmainen

Valosaaste on kilpikonnille haitallinen siksi, että ne suunnistavat taivaan valoisuuden avulla. Veden heijastavan vaikutuksen vuoksi ilma nimittäin on varsinkin kuutamolla meren päällä kirkkaampaa kuin muualla. Valohakuisuuskäyttäytymisen avulla esimerkiksi munista kuoriutuneet poikaset osaavat ryömiä merta kohti. Jo kilpikonnien pesimärannan lähellä sijaitsevalle lentokentälle laskeutuvan suihkukoneen valot voivat sekoittaa kilpikonnien suuntavaiston. Siksi esimerkiksi Kreikkaan kuuluvalla Zakinthoksen saarella ei yleensä sallita yölentoja.

Muovit ja muu jäte ovat kilpikonnille vaarallisia, koska ne syövät melkein mitä tahansa. Kilpikonnan elimistö ei kuitenkaan pysty hajottamaan muovia, vaan muovi voi aiheuttaa esimerkiksi suolistotukoksen.

Kemikaalit voivat muuttaa kilpikonnien immuunijärjestelmää ja altistaa ne siten patogeeneille eli taudinaiheuttajille, esimerkiksi fibropapillooma-kasvaimia aiheuttavalle herpesviruksen kaltaiselle Fibropapilloma-virukselle.

Kalastus vaikuttaa kilpikonniin suoraan, kun osa yksilöitä jää kiinni esimerkiksi verkkoihin ja trooleihin. Kilpikonnat voivat myös niellä kalastuskoukkuja. Kalastuksella on myös välillinen vaikutus, koska ravintoketjut muuttuvat.

Kun tähän kaikkeen lisätään vielä ilmastonmuutos, merikilpikonnien tulevaisuus ei näytä hyvältä. Ilmastonmuutos lisää sään ääri-ilmiöitä ja nostaa merenpintaa, jolloin kilpikonnien munintapaikat saattavat tuhoutua. Meret lämpenevät, mikä voi edistää fibropapillooman leviämistä. Myös merivirrat voivat muuttua. Kaiken lisäksi nykyinen ilmastonmuutos etenee nopeammin kuin historialliset ilmastonmuutokset, ja siksi kilpikonnien voi olla hyvin vaikea sopeutua.

kypros

Kilpikonnien munintapaikkoja Kyproksella. © Jari Kolehmainen

Lämpötila ohjaa jopa merikilpikonnien sukupuolen määräytymistä. Se ei määräydy geneettisten tekijöiden (esimerkiksi X- ja Y-kromosomit) avulla, vaan kilpikonnilla on alligaattorien ja joidenkin muiden matelijoiden tapaan ns. fenotyyppinen sukupuolen määräytyminen. Sukupuoli määräytyy sen mukaan, kuinka lämpimässä munat kehittyvät. Kuumemmissa munintapaikoissa syntyy naaraita, kun taas viileämmät munintapaikat tuottavat koiraita. Joillakin muilla lajeilla lämpötila vaikuttaa sukupuoleen juuri päinvastaisella tavalla. Ilmaston lämpeneminen lämmittää myös rantoja ja tekee kilpikonnien munintapaikoista kuumempia. Kuumemmat munintapaikat tuottavat enemmän naaraita, ja lopulta ei ehkä ole jäljellä lainkaan koiraita.

Mariana Fuentes James Cookin yliopistosta tutki merikilpikonnia, jotka pesivät Ison Valliriutan alueella olevilla saarilla. Hän totesi, että nämä rannat todennäköisesti tuottavat yksinomaan naarasjälkeläisiä vuoteen 2070 mennessä. Samanlaisia arvioita on olemassa Länsi-Australian valekarettikilpikonnista ja Australian Pohjoisterritorion bastardikilpikonnista.

Eivätkö kilpikonnat voi kaivaa munimispaikkaa syvemmälle, jossa on viileämpää? Eivätkö kilpikonnat voi muuttaa viileämmille rannoilla tai munia talvella? Nämä ovat tärkeitä kysymyksiä. Onkin pohdittu paljon sitä, pystyvätkö kilpikonnat muuttamaan käyttäytymistään munien lämpenemisen torjumiseksi. Näitä teorioita on vaikea testata, koska merikilpikonnat ovat hyvin pitkäikäisiä. Joihinkin mahdollisiin käyttäytymismuutoksiin liittyy myös riskitekijöitä.

Voisivatko kilpikonnat kaivaa syvemmälle? Ainakin pienten kilpikonnien lyhyet etujalat voivat olla fyysinen este syvien pesien kaivamiseen. Syvemmälle kaivaminen myös kestää kauemmin. Rannat ovat riskialttiita paikkoja merikilpikonnille. Niiden elimistö voi ylikuumentua tai krokotiili tai jokin muu peto voi syödä ne.

Voisivatko kilpikonnat muuttaa uusille alueille? Naaraskilpikonnat palaavat munimaan samalle rannalle, jossa ne ovat itse kehittyneet. Muuttoa tapahtuu vain silloin, jos naaras tekee suunnistusvirheen. Onkin epätodennäköistä, että tämä takaisi riittävän suuren muuttoliikkeen viileämmille vesille. Joskus naaraskilpikonnat munivat täysin sopimattomiin paikkoihin, esimerkiksi veteen, joten täytyy suhtautua hieman skeptisesti kilpikonnien kykyyn valita muninnan kannalta parhaat mahdolliset paikat.

Voisiko munimisaika muuttua? Jonkin verran näyttöä pesimisaikojen muutoksista on jo olemassa. Lämpenevät valtameret voivat toimia avainärsykkeenä, joka laukaisee munimiskäyttäytymisen eri aikaan vuodesta kuin ennen. Jää kuitenkin nähtäväksi, onko tämä vuodenaikarytmin muuttuminen lopulta hyvä asia vai ei.

Kilpikonnilla on elinympäristössään tärkeä merkitys, joka vaikuttaa moniin muihinkin lajeihin. Merikilpikonnista toiset lajit ovat lihansyöjiä ja toiset kasvinsyöjiä. Ne säätelevät merkittävästi esimerkiksi levien ja matalassa vedessä kasvavien kasvien määrää ja lajisuhteita. Merikilpikonnien katoaminen olisikin menetys sekä ihmisten että ympäristön kannalta.

Lähteet

ARCHELON – Sea Turtle Protection Society of Greece

IUCN Marine Turtle Specialist Group

The Turtle Hospital

Tim Dempster, Ella Kelly ja Tim Jessop: Sea turtles will feel the heat from climate change, The Conversation 30.1.2014

Kirjoituksia muiden lajien sopeutumisesta ilmastonmuutokseen

Suomi lämpenee – kumpi sukupuoli kärsii enemmän?

Ilmastonmuutos lajien sukupuuton aiheuttajana

Ilmaston lämpeneminen vähentää kalojen uintikykyä

Arktisten alueiden lajit vaikeuksissa, korallien ja muiden merieläinten vaihtoehdot, ilmastonmuutos ei ehkä ollutkaan syynä kultakonnan sukupuuttoon

Korallit leviävät Japanissa pohjoista kohti hurjaa vauhtia

Itä-Karibian koralliriutat ovat katoamassa

Jääkarhun tulevaisuus on jään varassa

Britanniassa kevät tulee nykyisin keskimäärin 11 päivää entistä aiemmin

Valkopyrstöriekon vaikeudet ja suippopyrstösirkkusen surkeudet

Valaiden ulosteet tärkeitä ilmastonmuutoksen estäjiä?

Kysy ilmastonmuutoksesta: Miten ilmastonmuutos vaikuttaa saimaannorppaan? (ks. alin kysymys)

Juha ”Norppa” Taskinen vieraili Kouvolan Lyseossa

Ilmastonmuutos vaikutti hyvin todennäköisesti Australian ennätyslämpimään viime vuoteen – tammikuu 2014 samalla linjalla

Australiassa koettiin viime vuonna historian kuumimmat kalenterivuosi, 12 kuukauden jakso, kevät, kesä, kuukausi, viikko ja päivä. Tällä viikolla julkaistujen tietojen mukaan myös tammikuussa 2014 nähtiin yksi historian merkittävimmistä helleaalloista. Australian helleaallot ovatkin uuden tutkimuksen mukaan tulleet entistä pitemmiksi ja kuumemmiksi. Ajanjaksolla 2001-2014 lämpötila saavutti 45 astetta vähintään yhdellä Victorian osavaltion sääasemista keskimäärin 1,5 päivänä vuodessa eli viisinkertaisesti vertailukauteen (1957-2000) nähden. Ilman ihmiskunnan aiheuttaman ilmastonmuutoksen vaikutusta tällaiset helleaallot olisivat ilmastomallien mukaan erittäin epätodennäköisiä. Näiden helleaaltojen on todettu vaikuttavan myös kuolleisuuteen lähes kaikissa ikäryhmissä.

australia_1.2

Australian vuosien keskilämpötilojen poikkeamat vertailukaudesta 1911-1940. Havainnot mustalla katkoviivalla, pelkät luontaiset tekijät (ei ihmiskunnan vaikutusta) sisältävät mallisimulaatiot vihreällä viivalla ja sekä luontaiset tekijät että ihmiskunnan vaikutuksen sisältävät mallisimulaatiot punaisella viivalla. Harmaa varjostus osoittaa yhdeksän globaalin ilmastomallin antamien arvojen vaihtelua. Diagrammin ovat piirtäneet professori David Karoly ja tutkija Sophie Lewis Melbournen yliopistosta. Kuva julkaistaan Sophie Lewisin luvalla. Lähde: The Conversation, Australia’s hottest year was no freak event – humans caused it, 6.1.2014.

Vuosi 2013 oli maailmanlaajuisesti mittaushistorian 2.-9. lämpimin. Maailman ilmatieteen järjestö WMO vahvisti tällä viikolla vuoden mittaushistorian kuudenneksi lämpimimmäksi. Australiassa viime vuosi oli koko mittaushistorian kuumin.

Eteläisen pallonpuoliskon kesä 2012-2013 oli Australiassa 1,11 astetta yli vertailukautensa keskiarvon. Tammikuu oli 1,76 astetta yli pitkäaikaisen keskiarvonsa ja kuumin Australiassa mitattu tammikuu. Tammikuussa koettiin myös Australian kaikkien aikojen kuumin päivä, kun 7.1.2013 päivän maksimilämpötilojen valtakunnallinen keskiarvo oli 40,3 astetta.

Valtakunnallinen lämpötilojen keskiarvo ylitti 39 astetta seitsemänä peräkkäisenä päivänä (2.-8.1.2013), mikä on uusi ennätys. Kaikkein kuuminta oli Moombassa, jossa mitattiin kuumimmaksi lämpötilaksi 49,6 astetta. Ihmiskunnan vaikutus on tutkimuksen mukaan kasvattanut näin lämpimän kesän todennäköisyyden (90 prosentin luotettavuudella) viisinkertaiseksi.

Mittaushistorian kuumin talvipäivä koettiin 31.8.2013. Elokuussa Australiassa saavutettiin mittaushistorian kuumin 12 kuukauden jakso. Tutkimuksen mukaan ihmiskunta lisäsi näin kuuman 12 kuukauden syntytodennäköisyyden satakertaiseksi verrattuna luonnolliseen tilanteeseen ilman ihmistä.

Myös eteläisen pallonpuoliskon kevät 2013 oli Australiassa mittaushistorian kuumin, 1,57 astetta yli vertailukauden keskiarvon. Syyskuun lämpötila ylitti vertailukauden syyskuiden keskilämpötilan 2,75 asteella, mikä on mittaushistorian suurin minkään kuukauden lämpötila-anomalia eli poikkeama tavanomaisesta.

Kymmenen vuoden 2004-2013 keskilämpötila Australian maa-alueilla oli 0,50 astetta yli kymmenvuotiskausien keskiarvon ja ylsi mittaushistorian jaetulle ensimmäiselle sijalle. Saman kymmenvuotiskauden merialueiden lämpötila oli myös mittaushistorian kuumin.

Mittaushistorian kuumimpia olivat myös vuoden 2013 tammi- ja helmikuiden meren lämpötilojen anomaliat verrattuna vastaavien kuukausien pitkän aikavälin keskiarvoihin. Koko vuoden 2013 meriveden lämpötilat ylittivät pitkäaikaisen keskiarvon 0,51 asteella, mikä on mittaushistorian kolmanneksi korkein anomalian arvo. Australian eteläisillä merialueilla tammi-marraskuun 2013 lämpötilat ylittivät vertailujakson keskiarvon 0,59 asteella ja mittaushistorian aiemman (vuonna 1999 mitatun) vuosiennätyksen 0,03 asteella.

Vuoden 1910 jälkeen Australiassa maa-alueet ovat lämmenneet noin asteella, samoin merialueet. Pääosa lämpenemisestä on tapahtunut vuoden 1950 jälkeen.

Tohtori David Jones Australian ilmastokeskuksesta sanoo, että Australian lämpenemistrendi on hyvin selvä. Selvintä lämpeneminen on Australian sisäosissa, kun taas rannikkoalueilla meret hieman hidastavat lämpenemistä. Jonesin mukaan pitkän aikavälin keskiarvoa viileämmät vuodet ovatkin jatkossakin epätodennäköisiä, ellei voimakasta La Niña –ilmiötä kehity. Vuodesta 2014 odotetaan jälleen lämmintä, ei kuitenkaan ennätyksellistä.

australia_2.2

Australian vuosien keskilämpötilojen poikkeamien (suhteessa vertailukauteen 1911-1940) todennäköisyydet vuosina 2006-2020 mallisimulaatioissa pelkkien luontaisten tekijöiden vaikuttaessa (vihreä) ja sekä luontaiset tekijät että ihmiskunnan vaikutus huomioon otettuina (punainen). Pystyakselilla on esitetty todennäköisyystiheys. Esimerkiksi luontaisesti vaikuttavilla tekijöillä se on kohdassa 0 °C noin 1,3. Tämä tarkoittaa hieman yksinkertaistettuna sitä, että lämpötilapoikkeama sijoittuu arvojen 0 – k/2 ja 0 + k/2 välille todennäköisyydellä 1,3k, kun k on hyvin pieni. Pystysuorat katkoviivat osoittavat Australian mittaushistorian kahden lämpimimmän vuoden (2013 ja 2005) lämpötilapoikkeamat, jotka ovat hyvin todennäköisesti luontaisen vaihtelun ulkopuolella. Kuva julkaistaan Sophie Lewisin luvalla. Lähde: The Conversation, Australia’s hottest year was no freak event – humans caused it, 6.1.2014.

Melbournen yliopiston ilmastotieteilijä David Karoly sanoo, että yhdeksän käytetyn ilmastomallin mukaan tällaiset vuoden 2013 ja edellisen ennätysvuoden 2005 lämpötilaennätykset olisivat Australiassa erittäin epätodennäköisiä ilman ihmisen vaikutusta. Pelkkä luontainen vaihtelu ei ole siis todennäköisesti voinut vaikuttaa, vaan kasvihuonekaasuilla on ollut tärkeä merkitys Australian lämpöennätyksissä. Ilmastomalleilla tehtiin lukuisia simulaatioita, kaikkiaan lähes 13 000 simulaatiovuotta, eikä kertaakaan saavutettu vuosien 2005 ja 2013 kaltaisia ennätyksiä pelkästään luontaisilla tekijöillä. Kun simulaatioihin lisättiin luontaisten tekijöiden rinnalle ihmiskunnan tuottamien kasvihuonekaasujen vaikutus, aikavälin 2006-2020 simulaatioissa tällaisia ennätyksiä tuli keskimäärin kerran kymmenessä vuodessa.

Tammikuussa 2014 jälleen uusia helleaaltoja

Tammikuu 2014 oli jälleen Australiassa poikkeuksellisen lämmin kuukausi. Koko Australian tammikuun keskimääräinen päivän ylin lämpötila oli 0,97 °C yli tavanomaisen, minimilämpötila 0,85 °C yli tavanomaisen ja vuorokauden keskilämpötila 0,91 °C astetta yli tavanomaisen.

Onslow’ssa mitattiin 48,8 °C tammikuun kahdeksantena päivänä ja Emu Creekissä 49,2 °C tammikuun kymmenentenä päivänä. Viikonloppuna 11.-12. tammikuuta lämpötilat nousivat monin paikoin 45 asteeseen. Perthissä vietettiin mittaushistorian kuumin yö 12. tammikuuta (29,7 °C).

Yksi mittaushistorian merkittävimmistä helleaalloista vaikutti Kaakkois-Australiassa 13.-18. tammikuuta. Vastaavia monen päivän helleaaltoja on paikoin ollut vain tammi-helmikuussa 2009, tammikuussa 1939 ja ehkä tammikuussa 1908. Nyt ei saavutettu aivan yhtä korkeita lämpötiloja kuin vuosina 2009 ja 1939, mutta äärimmäinen kuumuus vaikutti nyt pitemmän aikaa varsinkin Etelä-Australian ja Victorian rannikkoalueilla, esimerkiksi Melbournessa ja Adelaidessa. Suurimmassa osassa Victoriaa päivän maksimilämpötilat olivat vähintään 12 astetta tavanomaista korkeammat.

Canberrassa mitattiin ennätyksellisesti neljänä peräkkäisenä päivänä vähintään 39 asteen ja kolmena peräkkäisenä päivänä vähintään 40 asteen maksimilämpötila. Mittaushistorian aikana Canberrassa on saavutettu 40 astetta vain 13 päivänä. Näistä yhdeksän on ollut viimeisimmän kahdeksan vuoden aikana (yksi vuonna 2007, kolme vuonna 2009, kaksi vuonna 2013 ja kolme vuonna 2014).

Adelaidessa mitattiin 14. tammikuuta mittaushistorian neljänneksi kuumin lämpötila (45,1 °C). Tämä oli historian viides kerta, kun saavutettiin 45 asteen lämpötila. Kolme näistä viidestä kerrasta on ollut viimeisimmän viiden vuoden aikana (2009, 2013 ja 2014). Adelaidessa oli ennätykselliset viisi peräkkäistä päivää, jolloin vuorokauden maksimilämpötila ylsi vähintään 42 asteeseen.

Melbournessa saavutettiin mittaushistorian korkein vuorokauden keskilämpötila (35,45 °C) 16. tammikuuta. Edellinen ennätys (35,40 °C) oli vuodelta 2009. Vuorokauden keskilämpötila on saavuttanut 35 astetta Melbournessa vain neljä kertaa vuodesta 1908 alkavan mittaushistorian aikana (kaksi kertaa sekä vuosina 2009 että 2014). Tämän vuoden tammikuussa päivän ylin lämpötila Melbournessa ylsi vähintään 41 asteeseen neljänä peräkkäisenä päivänä ja vuorokauden alin lämpötila vähintään 27 asteeseen kahtena peräkkäisenä yönä.

Victorian osavaltiossa oli mittaushistorian kuumin neljän peräkkäisen päivän jakso sekä minimi- että maksimilämpötilojen perusteella mitattuna. Koko osavaltion maksimilämpötilojen keskiarvo ylitti 41 astetta neljänä päivänä ja vuorokauden keskilämpötila 32 astetta kolmena päivänä. Aiemmat ennätykset olivat vuodelta 2009.

Ennen tämän vuotista helleaaltoa Victoriassa oli koko mittaushistorian aikana ollut vain neljä päivää, jolloin koko osavaltion vuorokauden keskilämpötila ylitti 32 astetta (kolme kertaa vuonna 2009 ja kerran vuonna 1959). Vuoden 2001 jälkeen todennäköisyys saavuttaa koko osavaltion keskilämpötila 30 astetta on kasvanut merkittävästi.

Vuorokauden minimilämpötila on tärkeä helleaallon voimakkuuden mittari, koska korkeat yölämpötilat pahentavat kuumien päivien vaikutuksia. Lavertonissa mitattiin keskiyöllä 14.-15. tammikuuta 38,6 °C.

Erityisen merkittäviä vuosien 2013 ja 2014 helleaallosta tekee se, että ne tapahtuivat ENSO (El Niño – La Niña) -syklin neutraalissa vaiheessa, eikä El Niñon lämmittäessä. Tutkijat huomauttavat, että tämä kaikki tapahtui, vaikka taustalla ilmenevä ilmastonmuutos on lämmittänyt maapalloa esiteollisesta ajasta vasta vajaalla asteella.

Australian historian pahimmat helleaallot

Victorian osavaltiossa mikään aiempi helleaalto ei yllä lähellekään näitä kahta viimeisimmän viiden vuoden aikana koettua hellejaksoa (2009 ja 2014). Nyt poikkeuksellista oli varsinkin erittäin korkeiden lämpötilojen pitkä kesto, eivät niinkään yksittäiset lämpötilaennätykset. Muutamilla paikoilla kuitenkin saavutettiin myös uusia sääasemakohtaisia lämpöennätyksiä.

australia_4.2

Vuoden niiden päivien lukumäärä, jolloin lämpötila on saavuttanut vähintään 45 astetta ainakin yhdellä Victorian osavaltion sääasemalla. Vuoden 2014 tiedot on päivitetty 19. tammikuuta saakka. Tietojen lähde: Australian Government, Bureau of Meteorology, Special Climate Statement 48 – one of southeast Australia’s most significant heatwaves.

Victoriassa päivän ylin lämpötila nousi 45 asteeseen kolmena päivänä tammikuussa 2014. Ajanjaksolla 2001-2014 eli 14 viimeisimmän vuoden aikana maksimilämpötila on saavuttanut 45 astetta yhdellä tai useammalla Victorian sääasemalla kaikkiaan 21 kalenterivuorokautena (keskimäärin 1,5 päivänä vuodessa). Ajanjaksolla 1957-2000 eli 44 vuoden aikana tämä tapahtui vain 14 päivänä (keskimäärin 0,3 päivänä vuodessa). Näin korkeiden lämpötilojen esiintymistodennäköisyys on siis kasvanut viisinkertaiseksi. Tarkastelu alkaa vuodesta 1957, koska iso osa kyseistä vuotta edeltävistä tiedoista on vielä digitalisoimatta.

australia_3.2

Vuosikymmenittäin laskettuna vuoden niiden päivien keskimääräinen lukumäärä, jolloin Victorian osavaltion vuorokauden keskilämpötila on saavuttanut vähintään 30 astetta. Tietojen lähde: Australian Government, Bureau of Meteorology, Special Climate Statement 48 – one of southeast Australia’s most significant heatwaves.

Toisaalta joillakin sisämaan sääasemilla mitattiin tämän vuoden tammikuussa poikkeuksellisen suuria päivä- ja yölämpötilojen eroja. Länsi-Victorian Westmeressä mitattiin 13. tammikuuta minimilämpötilaksi 5,0 °C ja maksimilämpötilaksi 39,3 °C.  Tämä on mittaushistorian suurin vuorokautinen lämpötilaero (34,3 °C) millään Victorian osavaltion sääasemalla. Edellinen ennätys (34,1 °C) oli Fiskvillestä tammikuulta 1957 (minimi −0,1 °C ja maksimi 34,0 °C).

Samanaikaisesti Australian eteläosien helleaallon kanssa Pohjois-Australiassa oli tavanomaista kylmempää. Niinpä koko Australian keskilämpötilat jäivät tämän vuoden tammikuussa hieman alemmiksi kuin vuosi sitten.

Kaiken kaikkiaan tammikuun 2014 helleaalto oli pitempi (muttei yhtä kuuma) kuin vuonna 2009 ja ilmeisesti kuumempi (mutta lyhyempi) kuin vuonna 1908. Vuoden 1908 helleaallosta ei kuitenkaan ole olemassa riittävästi vertailukelpoista tietoa. Vertailukelpoisen Milduran sääaseman perusteella näyttää kuitenkin siltä, että siellä lämpötila ylitti 44 astetta vuonna 1908 vain yhden kerran, ja että vuotta 1908 merkittävämpiä helleaaltoja on ollut vuosina 1939, 2009 ja 2014.

Tappavatko helleaallot?

Victoriassa on tehty perusteellinen tutkimus tammikuun 2009 helleaallon vaikutuksista kuolleisuuteen. Tutkimuksessa vertailtiin helleaallon aikana kuolleiden määrää vuosien 2004-2008 samana kalenteriviikkona kuolleiden ihmisten määrään. Tulosten mukaan helleaallot lisäsivät kuolleisuutta kaikissa ikäryhmissä, paitsi 0-4 –vuotiaiden kohdalla tulos ei ollut lukumääräisesti vähäisten kuolemantapausten vuoksi tilastollisesti merkitsevä.

Ikäryhmässä 5-64 vuotta kuolevuus lisääntyi 55 %, ikäryhmässä 65-74 vuotta 46 % ja 75-vuotiaiden tai vanhempien kohdalla 64 %. Lisäksi on mahdollista, että helleaalto edisti joidenkin ihmisten kuolemaa, vaikkei kuolema tapahtunutkaan heti helleaallon aikana.

Monissa muissakin tutkimuksissa on havaittu helleaaltojen lisäävän kuolleisuutta. Erityisen suuresti vaikuttavat pitkäkestoiset helleaallot, poikkeuksellisen korkeat lämpötilat, korkeat yölämpötilat, epätavalliseen aikaan (keväällä tai syksyllä) sattuvat helleaallot ja ehkä myös korkea ilmankosteus.

Brittiläisessä tutkimuksessa tutkittiin lämpötilojen vaikutuksia kuolemantapauksiin Isossa-Britanniassa vuosina 1993-2006. Tulosten mukaan yhden celsiusasteen lämpeneminen lisää kuolevuutta 2,1 % ja yhden celsiusasteen viileneminen 2,0 %. Ilmastonmuutoksen myötä kuumien päivien lukumäärän ennustetaan kolminkertaistuvan vuoteen 2080 mennessä. Kylmät päivät puolestaan vähenevät hieman.

Nykyiseen verrattuna Isossa-Britanniassa ennustetaan kuumuuden aiheuttamien kuolemantapausten määrän lisääntyvän 66 % 2020-luvulla, 257 % 2050-luvulla ja 535 % 2080-luvulla. Kylmyyden aiheuttamien kuolemantapausten lukumäärän ennustetaan lisääntyvän 3 % 2020-luvulla ja vähenevän 2 % 2050-luvulla sekä 12 % 2080-luvulla. Tässä on otettu huomioon sekä väestönkasvu että ilmaston muuttuminen.

Nykyään kylmyyden aiheuttamia kuolemantapauksia kirjataan Isossa-Britanniassa 41 000 vuodessa ja kuumuuden aiheuttamia 2 000 vuodessa. Vuonna 2080 kylmyyden aiheuttamia kuolemantapauksia ennustetaan olevan 36 500 ja kuumuuden aiheuttamia 12 500. Kylmyyskuolemat ovat siis tuolloin vähentyneet 4 500 ja kuumuuskuolemat lisääntyneet 10 500. Kaiken kaikkiaan äärilämpötilojen edistämät kuolemantapaukset siis lisääntyvät 6 000:lla vuoteen 2080 mennessä.

Helleaalto näyttää vaikuttavan erityisesti iäkkäiden ihmisten kuolleisuuteen. On kuitenkin täysin mahdotonta sanoa, kuinka moni näistä ihmisistä olisi kuollut muutenkin pian, vaikka helleaaltoa ei olisi tapahtunutkaan. Monet iäkkäät ovat terveydeltään heikkoja ja lopulliseen kuolemaan voi johtaa jokin ulkoinen tekijä, olkoonpa se helleaalto tai influenssavirus.

Ilmastonmuutoksen myötä helleaaltojen ennustetaan olevan tulevaisuudessa maailmanlaajuisesti entistä yleisempiä, voimakkaampia ja pitkäkestoisempia. Helleaaltojen edistämiä kuolemia voidaan kuitenkin yrittää estää välttämällä liikkumista, oleskelemalla viileissä tiloissa ja pitämällä huolta riittävästä nesteiden saannista.

Lähteet

Applied Geography: Increased risk of heat waves in Florida – Characterizing changes in bivariate heat wave risk using extreme value analysis

Australian Govenment, Bureau of Meteorology: Australia in January 2004 (Monday, 3 February, 2014)

Australian Government, Bureau of Meteorology: Special Climate Statement 47 – an intense heatwave in central and eastern Australia

Australian Government, Bureau of Meteorology: Special Climate Statement 48 – one of southeast Australia’s most significant heatwaves

Journal of Epidemiology & Community Health: Climate change effects on human health: projections of temperature-related mortality for the UK during the 2020s, 2050s and 2080s

Journal of Epidemiology & Community Health: Impact of hot temperatures on death in London – a time series approach

The Conversation: Australia’s hottest year was no freak event – humans caused it

The Conversation: Hottest 12-month period confirmed – so what role did humans play?

The Conversation: The human role in our ‘angry’ hot summer

The Guardian: Heat-related deaths will rise 257% by 2050 because of climate change

Victorian Government Department of Human Services Melbourne, Victoria: January 2009 Heatwave in Victoria – an Assessment of Health Impacts

Ilmastonmuutoksen haitalliset vaikutukset maatalouteen kalliimmat kuin bioenergiatuotannon aiheuttama hintojen nousu

Kunnianhimoinen kasvihuonekaasujen vähentämistavoite, jonka avulla maapallon lämpeneminen voidaan rajoittaa alle kahteen asteeseen, edellyttää todennäköisesti huomattavia määriä bioenergiaa osana tulevaisuuden energialähteiden yhdistelmää. Vaikka tämä ei onnistu ongelmitta, maailman elintarvikemarkkinat kärsisivät huomattavasti enemmän rajoittamattomasta ilmastonmuutoksesta kuin lisääntyneestä bioenergian kysynnästä.

Raps

© jgphoto76 – Fotolia.com

Maataloustuotteiden hinnat voivat olla ilmastonmuutoksen aiheuttamien satotappioiden vuoksi vuonna 2050 noin 25 prosenttia korkeammat kuin ilman ilmastonmuutosta. Sitä vastoin suuri bioenergian kysyntä kunnianhimoisen ilmastonmuutoksen hillinnän vuoksi näyttää nostavan hintoja vain noin 5 prosenttia.

Maatalous sekä kärsii ilmastonmuutoksesta että vaikuttaa ilmastonmuutosta edistävästi tai estävästi. Maataloustuotanto ja maankäytön muutokset aiheuttavat noin kolmasosan maailmanlaajuisista kasvihuonekaasupäästöistä.

”Toisen sukupolven bioenergiasta saattaa tulla merkittävä tekijä hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä etenkin pitkällä aikavälillä esimerkiksi biopolttoaineina liikenteessä, koska muut tekniset vähäpäästöiset vaihtoehdot kuten sähköistys ovat suhteellisen kalliita”, tutkija Hermann Lotze-Campen sanoo. Nykyinen bioenergian maailmanlaajuinen tuotanto on tällä hetkellä noin 40 eksajoulea (1018 joulea), josta valtaosa on perinteistä puun käyttöä lämmityksessä ja ensimmäisen sukupolven liikenteen polttoaineita, kuten etanolia sokeriruo’osta tai biodieseliä öljykasveista. Vaikka ensimmäisen sukupolven biopolttoaineet kilpailevat suoraan elintarvike- ja rehutuotannon kanssa, toisen sukupolven biopolttoaineilla on mahdollista vähentää kilpailua elintarvikkeiden ja energian välillä sekä myös pienentää tuotantokustannuksia.

Toisen sukupolven bioenergian (sato- ja hakkuutähteet, jätteet, tarkoitukseen viljellyt kasvit kuten Miscanthus-norsunheinät tai poppelipuut) kysynnän oletetaan tutkimuksessa lisääntyvän noin sadalla eksajoulella vuoteen 2050 mennessä (noin 15 prosenttia koko primaarienergiatarpeesta), jos ilmaston lämpeneminen on tarkoitus rajoittaa kahteen asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. Tämä kunnianhimoinen ilmastonmuutoksen hillitseminen bioenergialla ei välttämättä nosta maailmanlaajuisia elintarvikkeiden hintoja kovin paljon.

Tutkija Christoph Schmitz selvitti kymmenellä maailmanlaajuisella maatalousmallilla, kuinka paljon viljelysmaata käytetään erilaisissa yhteiskunnallis-taloudellisissa ja ilmastonmuutosskenaarioissa. ”Useimmissa malleissa viljelymaan tarve kasvaa vuoteen 2050 mennessä ja lisäystarve on yli 50 prosenttia korkeampi skenaarioissa, joissa ilmastonmuutosta ei hillitä, kuin muuttumattoman ilmaston skenaarioissa”, Schmitz sanoo.

Lisäystarve muuttuvassa ilmastossa olisi 320 miljoonaa hehtaaria ja muuttumattomassa noin 200 miljoonaa hehtaaria. Ero vastaa lähes neljä kertaa Suomen pinta-alaa. Kaikissa simulaatioissa suurin lisäämistarve on Etelä-Amerikassa ja Saharan eteläpuolisessa Afrikassa. ”Tämä voi olla huono uutinen, koska niillä alueilla viljelymaan lisäys tapahtuu vuosisatoja vanhoja sademetsiä kaatamalla. Tämä ei ainoastaan lisää hiilidioksidipäästöjä vaan lisäksi vähentää luonnon monimuotoisuutta ja uhkaa tärkeitä ekosysteemipalveluja”, Schmitz selittää.

Toistaiseksi ennusteet tulevasta maankäytöstä ovat osoittaneet hyvin erilaisia tuloksia, koska tiedoissa ja menetelmissä on suurehkoja epävarmuuksia. Jotta ymmärtäisimme paremmin eroja, kymmenen johtavaa kansainvälistä alan mallinnustiimiä työskenteli yhdessä kaksi vuotta ottaakseen oppia toisiltaan. Tuloksena saatiin tämä ainutlaatuinen monen mallin vertailu, joka mahdollistaa varmemmat arvioinnit ja ymmärryksen ilmastonmuutoksen, maankäytön ja maataloustuotteiden hintojen yhteyksistä.

Ilmastonmuutoksen vaikutukset maatalouden tuottamiin satoihin ovat suuret, mutta vaikutukset vaihtelevat huomattavasti eri alueilla ja eri kasvilajeilla. Perusuran (ns. business as usual) skenaariossa viiden tärkeimmän viljelykasvin eli riisin, vehnän, maissin, soijan ja maapähkinöiden sadot pienenevät globaalisti ilmastonmuutoksen takia 10-38 prosenttia nykyisestä vuoteen 2050 mentäessä. Sopeutumiseen ei ole yhtä yleispätevää keinoa. Tuotanto on mahdollista siirtää alueille, joilla ilmastonmuutoksen kielteiset vaikutukset ovat pienempiä. Jotkin alueet voivat hyötyä maatalouden tehostumisesta.

Tulevaisuuden maatalouden ennusteissa on edelleen huomattavia epävarmuustekijöitä, esimerkiksi hiilidioksidilannoituksen vaikutus (lisääntyvä hiilidioksidia tehostaa fotosynteesiä ja siten kasvien kasvua tiettyyn rajaan asti), maatalousmaan lisäämisen mahdollisuudet ja tuottavuuden kasvun nopeus. ”Kuivuus, kuten vuonna 2012 Yhdysvalloissa, voi vaikuttaa valtavasti satomääriin ja vientiin”, tutkija Lotze-Campen sanoo. ”Tämä osoittaa, että huono sato tärkeillä tuotantoalueilla, vaikkakin pinta-alaltaan rajallisilla, voi vaikuttaa merkittävästi maatalousalan maailmanmarkkinoihin, hintoihin ja elintarviketurvallisuuteen. Tämä vaikutus todennäköisesti voimistuu, ellei ilmastonmuutosta hillitä.”

Lähde

Potsdam Institute for Climate Impact Research: Global Food Markets – Climate impacts would be more costly than bioenergy effects, lehdistötiedote 15.1.2014

Aiemmat kirjoituksemme samasta aihepiiristä

Luento biopolttoaineiden energiakäytöstä

Palmuöljytuotannon ympäristövaikutuksia Indonesiassa

Mihin tietoon luottaa palmuöljydieseliin liittyen?

Metsähakkeen energiakäytön hiilidioksidipäästöt

Suuret odotukset leväenergiaa kohtaan – realismia vai ei?

Uusi ilmastotutkimus: Suomen sateet ja Etelä-Euroopan vakava kuivuus lisääntyvät

Tämän vuosisadan loppuun mennessä kuivuuskausia odotetaan olevan Euroopassa yhä useammin ja yhä voimakkaampina, mikä johtuu sekä ilmastonmuutoksesta että lisääntyvästä veden käytöstä. Pelkästään Euroopassa kolmen viime vuosikymmenen kuivuuskausien kustannukset olivat yhteensä yli 100 miljardia euroa. Suomessa pakkasettoman ajan lämpötilat kohoavat 0,5-2 astetta ja sateet lisääntyvät 5-20 prosenttia. Pakkaskaudella Suomen lämpötila kohoaa jopa yli 3 astetta ja pakkaskauden sateet lisääntyvät 10-40 prosenttia. Nämä uuden tutkimuksen tulokset julkaistiin Euroopan geotieteiden unionin (EGU) Hydrology and Earth System Sciences -lehdessä.

kuivuus_kartat_iso

Lämpötilan (yläkuvat) ja sademäärän (alakuvat) muutokset Euroopassa pakkasettomana aikana (vasemmalla) ja pakkaskaudella (oikealla) 2080-luvulla verrattuna kauteen 1961-1990. Tummanharmaalla merkityillä alueilla ei ole pakkaskausia. Vaaleanharmaalla merkityillä alueilla on ollut pakkaskausia (ainakin yhden kuukauden keskilämpötila tavallisesti alle nollan) vertailujaksolla 1961-1990, mutta niitä ei ennusteta olevan enää 2080-luvulla. Lähde: Forzieri, G., Feyen, L., Rojas, R., Flörke, M., Wimmer, F., and Bianchi, A.: Ensemble projections of future streamflow droughts in Europe, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 85-108, doi:10.5194/hess-18-85-2014, 2014. Lisenssi CC Attribution 3.0.

”Tutkimuksemme osoittaa, että monista valuma-alueista erityisesti Etelä-Euroopassa tulee ilmastonmuutoksen takia todennäköisesti alttiimpia pienen vesivirtaaman kausille”, sanoo tutkija Giovanni Forzieri. ”Kasvava veden tarve, joka johtuu väestönkasvusta ja suuresta veden käytöstä kastelussa sekä teollisuudessa, pienentää jokien virtaamia entisestään.”

Kuivuus on suuri luonnonkatastrofi, jolla voi olla huomattavia vaikutuksia yhteiskuntaan, ympäristöön ja talouteen. Pelkästään Euroopassa kolmen viime vuosikymmenen kuivuuskausien kustannukset olivat yhteensä yli 100 miljardia euroa.

Tässä tutkimuksessa tutkijat halusivat selvittää, tuleeko Eurooppaan kohoavien lämpötilojen ja intensiivisen veden kulutuksen seurauksena tulevaisuudessa yhä ankarampia ja pitkäkestoisempia kuivuuskausia, ja millä alueilla tämä tapahtuu. Saadakseen tämän selville tutkijat analysoivat ilmasto- ja hydrologiamalleja erilaisilla skenaarioilla eli tulevaisuuden ennusteilla.

”Skenaariot – tässä tutkimuksessa vuoteen 2100 saakka – ovat vaihtoehtoja yhteiskuntamme mahdollisista kehityksistä, joita käytettiin arvioitaessa tulevien kasvihuonekaasupäästöjen ja veden kulutuksen määrää eri sektoreilla”, kertoo hydrologi Luc Feyen. Tutkijat käyttivät näitä ennusteita hydrologisessa mallissa, joka jäljittelee veden kiertokulkua ja virtausta maapallolla. Kun he ajoivat tätä mallia vuoteen 2100 asti Euroopan kaikilla valuma- eli sadealueilla, he pystyivät arvioimaan, miten kuivuuden laajuus ja vakavuus voivat muuttua tällä vuosisadalla.

Tutkimus osoittaa, että vaikutuksia tulee olemaan eniten Etelä-Euroopassa. Jokien minimivirtaamat voivat pienentyä jopa 40 % ja kuivuusjaksot voivat lisääntyä ilmastonmuutoksen takia jopa 80 % pelkästään Pyreneiden niemimaalla, Etelä-Ranskassa, Italiassa ja Balkanilla. Korkeammat lämpötilat johtavat suurempaan veden haihduntaan maaperästä, kasvillisuudesta ja vesistöistä, lisäävät ja pitkittävät kuivia kausia sekä vähentävät vesivarantoja.

Tutkimuksessa käytetty IPCC:n SRES A1B -päästöskenaario (nopea talouskasvu, hidas väestönkasvu, nopea uuden ja tehokkaamman teknologian käyttöönotto) olettaa maapallon keskilämpötilan nousevan enintään 3,4 °C (verrattuna kauteen 1961-1990) vuoteen 2100 mennessä. Tutkijat kuitenkin varoittavat, että lämpenemisen ennustetaan olevan Euroopassa jopa vieläkin voimakkaampaa. ”Esimerkiksi Pyreneiden niemimaalla kesän keskilämpötilan ennustetaan nousevan jopa 5 °C tämän vuosisadan loppuun mennessä”, sanoo Feyen.

Etelä-Euroopassa lämpötilan ennustetaan kohoavan 2080-luvulla jopa 4 °C ja sademäärän pienenevän 5-40 % (useimmilla alueilla jopa 30 %) verrattuna vertailukauteen 1961-1990. Suomessa pakkasettoman ajan lämpötilat kohoavat 0,5-2 °C ja sateet lisääntyvät 5-20 %.

Euroopan pohjoisosat lämpenevät eniten talviaikaan. Tutkimuksessa vuoden pakkasaika määriteltiin siten, että silloin kuukauden keskilämpötila on pakkasen puolella ainakin 23 vuotena 30 vuodesta. Suomessakin pakkaskausi lyhenee. Pakkaskaudella Suomen lämpötila kohoaa 1-4 °C ja sateet lisääntyvät 10-40 %.

Kuivuvan Etelä-Euroopan ja entistä sateisemman Pohjois-Euroopan väliin jää vaihettumisvyöhyke, jossa kokonaissademäärät eivät muutu. Sateiden painottuminen eri vuodenaikoihin voi kuitenkin vaihtua.

Ilmaston lämpenemisen lisäksi intensiivinen veden käyttö pahentaa kuivuutta 10-30 % Etelä-Euroopassa, Euroopan länsi- ja keskiosissa sekä joillakin Ison-Britannian alueilla. Esimerkiksi teollisuudessa jäähdytysveden tarve kasvaa. ”Tämän tutkimuksen tulokset tähdentävät tarvetta kiireelliseen vesivarojen kestävään hoitoon, joka pystyisi haitallisten taloudellisten ja ympäristövaikutusten minimoimiseksi mukautumaan näihin veden kiertokulun mahdollisiin muutoksiin”, Forzieri toteaa.

Tutkimuksessa käytetty päästöskenaario edustaa keskimääräistä päästöjen kasvua (verrattuna muiden päästöskenaarioiden suurempiin tai pienempiin päästöihin). Kuivuus koettelee Eurooppaa tässä selostettuakin pahemmin, mikäli päästöt kasvavat todellisuudessa enemmän kuin käytetyssä skenaariossa. Vastaavasti pienemmät päästöt johtavat vähäisempiin kuivuusongelmiin. Vedenkäyttöskenaarioista tutkimukseen valittiin suurinta vedenkäyttöä ennustavaa vaihtoehtoa.

Tutkimuksessa ei otettu huomioon mahdollisia maankäytön ja kasvillisuuden muutoksia. Ne voivat osaltaan vaikuttaa kokonaishaihduntaan, maaperän kosteuteen ja pohjaveden muodostumiseen.

Lähteet

European Geosciences Union (EGU): Europe to suffer from more severe and persistent droughts, lehdistötiedote 9.1.2014

Forzieri, G., Feyen, L., Rojas, R., Flörke, M., Wimmer, F., and Bianchi, A.: Ensemble projections of future streamflow droughts in Europe, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 85-108, doi:10.5194/hess-18-85-2014, 2014

Aiemmat kirjoituksemme samasta aihepiiristä

Kuivuus vaivaa maapalloa tulevaisuudessa?

Ilmastonmuutoksen konkreettiset vaikutukset ihmisiin Euroopan eri alueilla 2080-luvulla

Millä ilmastoalueilla ilmaston lämpeneminen aiheuttaa vesipulaa?

Ilmastonmuutoksen seurauksena juoma- ja kasteluveden saanti Aasiassa voi heikentyä

Seuraa

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: