Suojelualueet hidastavat ilmastonmuutoksen haitallisia linnustovaikutuksia

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]


Mustaviklo suolla © Petri Ahlroth.

Suomen ympäristökeskuksen SYKEn ja Luonnontieteellisen keskusmuseon Luomuksen tuoreen tutkimuksen mukaan suojelualueet hillitsevät ilmastonmuutoksen haitallisia vaikutuksia suojelullisesti merkittävien lintulajien kantoihin. Tutkimuksen mukaan avosoiden ja tuntureiden lajit taantuvat kun puolestaan kosteikko- ja eteläiset metsälajit levittäytyvät kohti pohjoista. Havaitut lajimäärien muutokset 1970–80-luvuilta vuosiin 2006–2010 olivat ilmastonmuutosskenaarioihin perustuvien ennusteiden mukaisia.

Tutkimuksessa verrattiin 90 suojelullisesti merkittävän metsä-, suo-, kosteikko- ja tunturilintulajin levinneisyysalueiden muutoksia Suomessa lintuatlasten perusteella 1970–80-luvuilta vuosiin 2006–2010. ”Lajien määrät säilyivät korkeampina alueilla, joissa on runsaasti luonnonsuojelualueita verrattuna vähän suojelualueita sisältäviin seutuihin. Tutkimus vahvistaa luonnonsuojelualueiden keskeisen merkityksen pyrittäessä hillitsemään ilmastonmuutoksen haitallisia vaikutuksia luonnon monimuotoisuuteen,” toteaa johtava tutkija Raimo Virkkala Suomen ympäristökeskuksesta.

Tutkimuksen perusteella avosoiden (esimerkiksi monet kahlaajat, kuten mustaviklo ja suokukko) ja tuntureiden (kiiruna ja pulmunen) suojelullisesti merkittävien lajien määrät olivat pienentyneet ja kosteikkojen (kaulushaikara ja ruskosuohaukka) lajien määrät kasvaneet tutkimusruuduissa. Eteläiset lajit olivat ylipäätään levinneet ja pohjoiset lajit vetäytyneet pohjoiseen. Kosteikoilla suurin osa lintulajeista on eteläisiä, kun taas avosoiden ja tuntureiden lajit ovat pohjoisia. Metsissä etelä- ja keskiboreaalisella vyöhykkeellä (Etelä-Suomessa ja Pohjanmaan–Kainuun alueella) lajimäärät olivat pienentyneet mutta pohjoisboreaalisella (Lapissa) vyöhykkeellä kasvaneet, mikä johtui eteläisten metsälajien (palokärki ja puukiipijä) levittäytymisestä pohjoiseen.

Uusimmat tutkimustulokset havaituista muutoksista 1970–80-luvuilta vuosiin 2006–2010 ovat ilmastonmuutoksen vaikutuksia kuvaavien ennusteiden mukaisia. Aiemmin on tutkittu näiden lajien ennustettuja levinneisyysmuutoksia vuosiin 2051–2080, ja ennusteiden mukaan kaikkien muiden lajien paitsi kosteikkolintujen kannat tulevat maassamme pienenemään. Lajien myös ennustettiin taantuvan voimakkaammin sellaisilla alueilla, joissa on vähän luonnonsuojelualueita kuin runsaammin suojelualueita sisältävillä seuduilla.

Tutkimus perustuu pitkäaikaisiin lintuseurantoihin

Tutkimus perustui vuosina 1974–79, 1986–89 ja 2006–10 toteutettuihin Suomen lintuatlaskartoituksiin, joissa havainnoitsijat keräsivät tietoa kustakin pesivästä lintulajista 10 x 10 km:n ruuduittain. Aineiston keräämiseen osallistui tuhansia lintuharrastajia. Lintuatlaksen toteutuksesta vastasi Luonnontieteellinen keskusmuseo Luomus. ”Vapaaehtoisten lintuharrastajien mittavan maastotyön ansiosta saadaan merkittävää tietoa linnustonmuutoksista ilmaston lämmetessä”, kertoo intendentti Aleksi Lehikoinen Luomuksesta. Tutkimuksessa metsä-, suo-, kosteikko- ja tunturilajit liitettiin kunkin elinympäristön esiintymiseen SYKEn Corine Land Cover -maanpeiteaineiston avulla.

Tutkimus julkaistiin kansainvälisessä Ecology and Evolution -julkaisusarjassa, ja se kuului osana Suomen Akatemian ilmastonmuutoksen vaikutuksia ja hallintaa käsittelevän FICCA-tutkimusohjelman Assessing limits of adaptation to climate change and opportunities for resilience to be enhanced (A-LA-CARTE) -hankkeeseen.

Virkkala, R., Pöyry, J., Heikkinen, R.K., Lehikoinen, A., Valkama, J. 2014: Protected areas alleviate climate change effects on northern bird species of conservation concern. – Ecology and Evolution 4:2991-3003

Lisätietoja:

Johtava tutkija Raimo Virkkala, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0400 148 668, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Intendentti Aleksi Lehikoinen, Luonnontieteellinen keskusmuseo Luomus, puh. 050 318 2340, etunimi.sukunimi@helsinki.fi

Hellejakso poikkeuksellisen pitkä

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Helteet jatkuivat tänä vuonna poikkeuksellisen pitkään, sillä 25 astetta ylittäviä lämpötiloja on mitattu joka päivä heinäkuun kuudennesta päivästä alkaen ainakin yhdellä havaintoasemalla.


Kuva: Ilmatieteen laitos.

Hellejakson terveysvaikutukset eivät ole vielä tiedossa, mutta helteen haittavaikutuksille alttiita ovat erityisesti pitkäaikaissairaat sekä kotona ja hoitolaitoksissa olevat vanhukset.

Helleraja rikkoutui vielä eilen 12. elokuuta, mutta tänään näihin lukemiin pääseminen on epätodennäköistä, sanoo Ilmatieteen laitoksen päivystävä meteorologi. Mikäli hellelukemiin ei tänään päästä, tulee yhtämittainen hellejakso kestäneeksi 38 päivää. Vuodesta 1961* alkaen tarkasteltuna hellejakso on ollut yhtä pitkä vain kerran aikaisemmin. Vuonna 1973 hellejakso kesti myöskin 38 päivää. Tänä vuonna oli myös yhteensä 22 päivää, jolloin maan ylin lämpötila oli vähintään 30 astetta. Määrä on suurin vuodesta 1961 alkaen tarkasteltuna. Yksittäisistä havaintoasemista pisin hellejakso on ollut tänä kesänä Kouvolan Utissa ja Hattulan Lepaalla, joissa on ollut 17.7.–11.8. yhteensä 26 peräkkäistä hellepäivää.

Vastaavia hellejaksoja myös vuosina 2003 ja 2010

Korkeapaineen pysyessä kesällä Suomen yllä pitkään lähes paikoillaan lämpötila voi nousta toistuvasti yli 25 asteen. Viikon hellejakso on tietyllä paikkakunnalla yleinen, mutta ei kuitenkaan jokakesäinen. Kahden viikon hellejakso on jo harvinainen, eli sellainen sattuu keskimäärin kerran 10 vuodessa. Poikkeuksellisesta hellejaksosta voidaan puhua vasta, kun helle kestää vähintään kolme viikkoa. Näin on käynyt vuodesta 1961 alkaen tarkasteltuna ennen tätä kesää vain vuosina 1973, 2003 ja 2010.

Tätä kesää muistuttavat eniten vuosien 2003 ja 2010 hellejaksot. Tänä kesänä ja vuoden 2003 heinäkuussa helle kattoi koko maan. Vuonna 2010 helteet kattoivat lähinnä maan etelä- ja keskiosan. Lapissa heinäkuun 2010 keskilämpötila oli lähellä tavanomaista. Vuonna 2010 mitattiin kuitenkin näitä kahta vuotta korkeampia lämpötiloja, ja tuolloin rikottiin monella paikkakunnalla lämpöennätyksiä. Heinäkuun 29. päivänä 2010 mitattiin Joensuun lentoasemalla Liperissä Suomen kaikkien aikojen korkein lämpötila, 37,2 astetta. Myös elokuussa saavutettiin uusi kuukauden lämpöennätys, kun Puumalassa, Heinolassa ja Lahdessa mitattiin 33,8 °C. Tämän kesän toistaiseksi korkein lämpötila, 32,8 astetta, mitattiin Porin rautatieasemalla 4. elokuuta.

Kuumat päivät yleistyvät

Tänä vuonna koko maan hellepäiviä on ollut tähän mennessä 50 kpl, kun niitä on keskimäärin vuodessa 36 kpl. Eniten koko maan hellepäiviä on ollut vuonna 2002, jolloin niitä oli 65 kpl.

Suomen kesät ovat jo muuttuneet aiempaa helteisemmiksi, ja tämä kehitys tulee jatkumaan, mikäli kasvihuonekaasujen päästöt jatkavat nopeaa kasvuaan. Kesällä kuumat päivät yleistyvät ja kuumat jaksot pitenevät. Hellepäivien määrän arvioidaan 3-4 -kertaistuvan ennen vuosisadan loppua. ”Hyvin kuumia” päiviä, jolloin vuorokauden keskilämpötila on yli 24 astetta, esiintyi vuosina 1971–2000 vain muutamana kesänä. Kuluvan vuosisadan lopulla hyvin kuumia päiviä arvioidaan esiintyvän jo useammin kuin joka toinen vuosi. ”On arvioitu, että heinäkuun 2010 kaltainen tai vielä lämpimämpi heinäkuu koettaisiin vuosisadan puolivälin arvioidussa, muuttuneessa ilmastossa jopa kerran 10–15 vuodessa. Samoin ainakin yksi vähintään yhtä lämmin heinäkuu sattuisi vuoteen 2050 mennessä 80 %:n todennäköisyydellä”, toteaa Ilmatieteen laitoksen tutkija Kimmo Ruosteenoja.

Helle aiheuttaa vakavia terveyshaittoja

Helteet ovat terveysriski erityisesti kotona ja hoitolaitoksissa oleville vanhuksille ja kroonisista sairauksista kärsiville. Riskitekijöitä ovat mm. sydän- ja verisuoni- sekä hengityselinsairaudet, diabetes, munuaissairaudet, Parkinsonin tauti, muistihäiriöt sekä mielenterveys- ja päihdeongelmat.

Tämän kesän hellejakson terveysvaikutukset eivät ole vielä tiedossa. ”On hyvin todennäköistä, että vaikutukset ovat samankaltaisia kuin kesinä 2003 ja 2010″, tutkija Virpi Kollanus Terveyden ja hyvinvoinnin laitokselta (THL) arvelee. Tuolloin pitkittyneet hellejaksot johtivat tutkimusten mukaan useampiin satoihin ennenaikaisiin kuolemiin. Erityisesti yli 75-vuotiaiden ja monentyyppisistä pitkäaikaissairauksista kärsivien kuolleisuus lisääntyi. Vanhusten riski kuolla lisääntyi terveydenhuollon hoitolaitoksissa voimakkaammin kuin muissa paikoissa. Tämä selittynee sillä, että hoitolaitoksiin sijoittuvat kaikkein heikkokuntoisimmat ja helteiden haittavaikutuksille herkimmät vanhukset. Hoitolaitosten varautumista helteisiin tulisikin parantaa.

Suomessa helteitä ei mielletä riskitekijäksi

Suomessa helteitä ei ole perinteisesti mielletty tärkeäksi kansanterveydelliseksi riskitekijäksi. Hoitolaitosten ennakoivan ja suunnitelmallisen varautumisen ohella tarvitsee myös kansalaisten ja päättäjien ymmärrystä helteiden vaaroista lisätä. Ilmatieteen laitoksen hellevaroitukset pyrkivät parantamaan tietoisuutta ja varautumista ja ehkäisemään terveysongelmia.

”Helteisiin varautumista tulee parantaa, koska lisääntyvät hellejaksot yhdessä väestön ikääntymisen kanssa lisäävät helteiden terveysvaikutuksia”, Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen tutkija muistuttaa.

Lisätietoja:

Ilmatieteen laitos
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk, puh. 0600 1 0600 (4,01 e/min + pvm)
Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)

Terveyden ja hyvinvoinnin laitos
Tutkija Virpi Kollanus, puh. 029 524 6392, virpi.kollanus@thl.fi

Kesän helteet: http://ilmatieteenlaitos.fi/kesa-2014
Äärilämpötilojen terveysvaikutukset: http://ilmatieteenlaitos.fi/aarilampotilojen-terveysvaikutuksia

Helteiden vaikutukset ja niihin varautuminen: http://www.thl.fi/fi/web/ymparistoterveys/helle

2000-luvun pitkittyneiden helleaaltojen kuolleisuusvaikutukset Suomessa (duodecimlehti.fi)

*Vuodesta 1961 lähtien kaikki havainnot ovat saatavissa sähköisessä muodossa.

(EDIT:  Korjattu tämän kesän hellepäivien lukumääräksi 50. Ilmatieteen laitos tiedotti aiemmin lukumäärän olevan 44.)

Miksi ydinvoimalan hukkalämpöä ei kannata hyödyntää

Eri energiamuotojen ja energiankantajien energiasisällöillä on usein sama mittayksikkö, vaikka niiden laatu ja varsinkin arvo saattaa olla aivan eri. Tämä aiheuttaa helposti sekaannusta vertailtaessa vaikka sähköautoa bensiinikäyttöiseen. Voimaloiden hukkalämpö sisältää paljon energiaa, jonka laatu on alhainen ja hyödyntämispotentiaali pieni.

 Yläkoulun fysiikan tunneilla opetetaan, että energia säilyy. Valitettavasti tämä on vain osatotuus, sillä usein energian laatu heikkenee kun sitä muutetaan muodosta toiseen ja toisaalta eri energiankantajien sisältämä energia ei aina ole yhtä arvokasta. Jos esimerkiksi auton bensatankin ajaa tyhjäksi, niin bensan sisältämä kemiallinen energia päätyy lopulta lämmittämään ympäristöä kitkan ja ilmanvastuksen seurauksena. Eli energia todella säilyy, mutta sen laatu heikkenee samalla. Ympäristön lämpötilaan hajaantuneen energian saamiseksi hyötykäyttöön ei ole tehtävissä mitään vaikka se energia siellä onkin. Poikkeus tästä esimerkistä on se, että jos auto pysäköidään korkeammalle merenpinnasta kuin lähtiessä, niin tällöin osa bensiinin sisältämästä kemiallisesta energiasta, joka siis voidaan vapauttaa polttamalla, on varastoituneena maan vetovoiman aiheuttamaan ”painovoimakenttään”. Tätä ”potentiaalienergiaa” voidaan käyttää mäkilähdössä hyväksi, kuten vanhoilla hyvillä autoilla ajavat kenties hyvin tietävät… Polttoaineiden kemiallista energiaa ei voida koskaan muuttaa täydellisesti potentiaalienergiaksi tai miksikään muuksi työtä tekemään kykeneväksi energiaksi vaikka energia sinänsä toki säilyy.

Aina silloin tällöin näkee vaadittavan esimerkiksi yleisönosastokirjoituksissa, että ydinvoimaloiden hukkalämpö pitäisi ottaa talteen. 1000 MW:n voimalasta tulee hukkalämpöä 2000 MW (jos hyötysuhde on vaikkapa ydinvoimalalle realistinen 33,3 %). Tätä hukkalämpöä ei voida ottaa helposti talteen työtä tekevänä energiana tai lämpönä, sillä vaikka kyseisen voimalaitoksen lauhduttimen teho on valtava, niin tämän energian laatu on heikko. Energia on sitä arvokkaampaa mitä korkeammassa lämpötilassa se saadaan hyödyksi. Esimerkiksi megajoule 10-asteista kylpyvettä ei ole kovin käyttökelpoisessa muodossa kylpemiseen, mutta megajoule 40-asteista kylpyvettä on huomattavasti laadukkaampaa. 

Lämpövoimakone (auton moottori, voimalaitos…), jolla voidaan tehdä esimerkiksi sähköä, tarvitsee aina ympäristön, johon energialähteen energiasta ”loppusijoitetaan” se osa, joka ei päädy lämpövoimakoneen työksi (kuvan 1 lämpövoimakone ei voi toimia ilman ympäristöä eli vihreätä nuolta ei ole olemassa ilman sinistä nuolta ja matalan lämpötilan ”ympäristöä”). Tuntematta tuota ympäristön lämpötilaa ei voida ottaa kantaa kuinka arvokas kulloinenkin energiasisältö (yksikkönä joule, kilowattitunti…) on. Voidaan kuitenkin sanoa, että ympäristön lämpötilan ja muiden tekijöiden pysyessä samoina on korkeamman lämpötilan omaava energia aina arvokkaampaa ”per joule”. Paperitehtaan käyttöinsinööri on luultavasti valmis maksamaan enemmän 100-asteisesta prosessivedestä kuin 50-asteisesta, jos hänelle naapuritehtaat yhtä suuria energiamääriä tällaisia tarjoavat.

 

Kuva 1. Lämpövoimakone. Mitä korkeampi lämpötila on lämmönlähteessä (korkea lämpötila) ja mitä alhaisempi on ympäristön (matala) lämpötila, sitä suurempi osa lämmönlähteen energiasta voidaan saada työksi.

Syy siihen, miksi sitä ydinvoimalan (tai hakevoimalan yms., tässä mielessä eroa ei ole) hukkalämpöä ei kannata ottaa talteen on seurausta termodynamiikan toisesta pääsäännöstä: eristetyn systeemin prosessi etenee aina suurempaan todennäköisyyteen. Kahvikuppi jäähtyy ympäristön lämpötilaan, mutta kylmä kahvikuppi ei palaudu kuumaksi itsestään, ilman ulkoista työtä tai lämmönlähdettä. Kännykän akkua ladattaessa kuluu aina enemmän sähköenergiaa kuin tuosta akusta saa purettaessa. Eli kansanomaisemmin sanottuna energialla on aina laatutekijä. Lämpöenergian laatu on alhainen, jos tämä on alhaisessa lämpötilassa ympäristöönsä nähden (muista kylpyvesiesimerkki).

Voimalaitoksen lauhduttimelta tulevan veden lämpötila on tyypillisesti luokkaa 25 ˚C ja ympäristön lämpötila 15 ˚C. Ideaalitilanteessakin vain noin 3 % tuon 25-asteisen veden lämpöenergiasta voitaisiin saada talteen lämpövoimakoneella jos ympäristö on 15-asteista. Tällaisen ”lämpövoimakoneen” mitoistakin tulisi niin suuret, että siinä ei olisi teknistaloudellisesti mitään järkeä. Mitä suuremmat lämpötilaerot, sitä pienemmät laitteet tarvitaan niiden hyödyntämiseen ja sitä pienempiin kustannuksiin päästään laitteiden hankinnassa. Jos puolestaan on käytettävissä 95-asteista vettä (ympäristön, jonne ”hukkalämpö” päätyy, lämpötila on edelleen sama 15 astetta), niin teoriassa 22 % energiasta eli yli kuusinkertainen osuus voi päätyä hyötykäyttöön. Rationaalinen lämpöinsinööri voi siten olla valmis maksamaan yli kuusinkertaisen hinnan 95-asteisesta vedestä verrattuna 25-asteiseen kun ympäristön lämpötila on 15 astetta, vaikka joulemääräisesti myytäisiin sama määrä energiaa. Jos ympäristön lämpötila nousee 24 asteeseen, niin 95-asteinen vesi on jo yli 50-kertaisesti arvokkaampaa per joule kuin 25-asteinen vesi. Näin ”raaka” on termodynamiikan toinen laki, jonka mukaan mitä pienempi lämpötilaero lämmönlähteellä ja ympäristöllä on, sitä pienempi on teoreettisesti mahdollinen energiantuotannon hyötysuhde.

Eli kun jouleja lasketaan yhteen tai vertaillaan, niin energian laatutekijää ei sovi unohtaa. Energian laatu heikkenee muutettaessa sitä muodosta toiseen lämpövoimakoneen avulla (ainakin jos ei käytetä ulkoista energiaa avuksi). Esimerkiksi kivihiilen sisältämä joule on arvokkaampaa kuin kivihiilivoimalan lauhduttimisesta läheiseen vesistöön päätyvä joule. On hiukan harhaanjohtavaa, että eri energiamuodoilla on sama yksikkö, joule, silllä kyse on usein suurista laadullisista eroista. Jos käyttää sähkömoottoria, jolla vesipumppu toimii, niin 1 kilowattitunti (kWh) kemiallista energiaa etanolin muodossa ei ole kovinkaan arvokasta, mutta 1kWh sähköä voi sitä olla. Joissakin tapauksissa voi olla järkevää verrata eri energiamuotoja toisiinsa erilaisia laatukertoimia käyttäen, mutta tämä vaatii ymmärrystä siitä mitä ollaan tekemässä. Usein näin ei ole, mikä on osittain ollut pontimena tälle kirjoitukselle.

Energiantuotantomuotojen hyötysuhteita ei ole myöskään järkevää verrata toisiinsa. Ei siis ole mielekästä verrata tuulivoimalan ja kivihiilivoimalan hyötysuhdetta toisiinsa, sillä edellisen ”polttoaine” on ilmaista, joten sen käyttöä sinänsä ei kannata optimoida. Optimoinnin kohteena tuulivoimalalla mielekkäämpää on tuotetun sähkön hinta per kilowattitunti. (Edes tämä ei ole täydellinen mittari, koska tuulivoimala ei toimi tyynellä säällä ja myrskyn aikana suojatoiminto ajaa tuotannon alas. Lisäksi tuotannon ennustevarmuus heikkenee nopeasti mitä pidemmästä aikajaksosta on kyse. Hiilivoimalakin on jollakin todennäköisyydellä ajettuna alas ja pois tuotannosta vaikkapa turpiinin rikkoutumisen vuoksi).  Edes kahden periaatteessa samankaltaisen hakevoimalan hyötysuhdetta ei välttämättä kannata verrata toisiinsa, mikäli toinen kykenee polttamaan huonompilaatuista (halvempaa) haketta niin, että tuotetun sähkön kustannus on alhaisempi. Yleissääntönä voidaan sanoa, että mitä kalliimpi polttoaine, niin sitä korkeampi hyötysuhde yleensä kannattaa valita. Toki jossakin vaiheessa materiaalien kalleus ja mitoituskysymykset alkavat rajoittaa hyötysuhteen optimoinnin järkevyyttä. Mikäli haluaa verrata esimerkiksi sähköauton ja bensiiniauton paremmuutta toisiinsa nähden, niin hyötysuhde ja primäärienergian (kokonaisenergian) kulutus eivät siis ole hyödyllisiä mittareita vaan parempia ovat esimerkiksi euromääräinen kustannus per kilometri (pääomakulut huomioiden) ja hiilidioksidipäästöt per kilometri koko elinkaari huomioiden.

Kaukolämpöä ydinvoimalasta

Voimalaitoksen teoreettinen hyötysuhde on, kuten aiemmin todettiin, sitä korkeampi, mitä korkeampi on höyryn lämpötila ja mitä alempi on lauhduttimen lämpötila. Mikäli voimalaitos tuottaa myös kaukolämpöä on sähköntuotannon hyötysuhde aina alempi kuin pelkästään sähköä tuottavassa lauhdevoimalassa, koska ympäristön (lauhduttimen) lämpötila nousee kaukolämmön tuotannon myötä. Jos ydinvoimalasta halutaan ottaa kaukolämpöä, niin sähköteho alenee huomattavasti enemmän verrattuna muihin vaihtoehtoihin. Tämä johtuu siitä, että ydinvoimalassa höyryn lämpötila on turvallisuussyistä alempi kuin muissa lämpövoimalaitoksissa eli tyypillisesti noin 300 celsiusastetta, kun esimerkiksi useissa Suomessa käytössä olevissa kivihiilivoimaloissa höyryn lämpötila on noin 550 astetta. Mikäli otetaan esimerkiksi 110-asteista kaukolämpöä, niin lauhduttimen lämpötila ei voi olla tätä matalampi. Esimerkkimme ydinvoimalaitoksen teoreettinen sähköntuotannon hyötysuhde putoaa 16 prosenttiyksikköä kun kivihiililaitoksessa hyötysuhde putoaa ”vain” 11 prosenttiyksikköä.Näin ollen lähtökohtaisesti ydinvoimalasta otettava kaukolämpö aiheuttaisi suuremmat menetykset sähköntuotannossa kuin muissa lämpövoimalaitoksissa. Kuten aiemmin todettiin, ei eri polttoainetta käyttäviä voimaloita kuitenkaan pidä verrata vain hyötysuhteen osalta. Tietyissä tilanteissa voi olla taloudellisesti järkevää tuottaa kaukolämpöä ydinvoimaloissa. Esimerkiksi tuntuva hiilivero kaukolämmön tuotannossa käytetylle kivihiilelle kallistaisi vaakakuppia ydinkaukolämmön suuntaan kivihiilivoimalan kustannuksella. Talvella lauhdevoimalaitoksissa päästään hiukan parempaan sähköntuotannon hyötysuhteeseen kuin kesällä, sillä kylmempi jäähdytysvesi lauhduttimessa mahdollistaa höyryn paisumisen alempaan paineeseen turbiinissa.

Yhteenveto

Yhteenvetona voidaan todeta, että joule energiaa A ei välttämättä ole yhtä arvokasta kuin joule energiaa B. Esimerkiksi bensiiniauton omistaja ei tee kilowattitunnilla sähköenergiaa liikenteessä mitään, mutta yhdellä kilowattitunnilla bensiiniä (noin 1 desilitra) tyypillinen auto voi kulkea noin 2 kilometriä. Eli ”joule” ei aina välttämättä ole yhtä kuin ”joule” eikä voimalassa saadaan koskaan hyödynnettyä 100 % polttoaineen sisältämästä kemiallisesta energiasta. Mikäli voimalaitoksen ”hukkaan” päätyvän lämpöenergian lämpötila on alhainen, sillä ei ole käyttöarvoa vaikka energiavirta sinänsä olisi suuri.

Puijon mittausasemalla paikalliset lähteet vaikuttavat pilvien ja pienhiukkasten ominaisuuksiin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Kuopiossa Puijon tornin mittausasemalla tehdyt mittaukset paljastivat uutta tietoa paikallisten päästölähteiden vaikutuksista pienhiukkasten ja pilvien ominaisuuksiin.


Kuva: Eija Vallinheimo.

Tulokset valaisevat ihmistoiminnan tuottamien hiukkasten roolia pilvien muodostumisessa ja sitä kautta ilmastonmuutoksessa. Ilmatieteen laitos ja Itä-Suomen yliopisto järjestivät syksyinä 2010–2011 Puijon tornin mittausasemalla kaksi mittauskampanjaa, joiden aikana havainnoitiin pienhiukkasten ja pilvien ominaisuuksia monipuolisen laitteiston avulla. Tutkimuksessa vertailtiin lännestä ja pohjoisesta saapuvia puhtaita ilmamassoja idän ja etelän ilmamassoihin, joihin Kuopion ja sen lähiseudun päästölähteet suoraan vaikuttavat.

Paikalliset päästöt muuttivat pilvien ominaisuuksia

Puhtaassa ilmassa havaittiin alhaisimmat hiukkaspitoisuudet, mikä näkyi myös pilvien ominaisuuksissa. Pilvipisaroiden lukumäärä jäi alhaisemmaksi, mikä toisaalta mahdollisti pisaroiden kasvamisen suuremmaksi. Likaisessa ilmassa näkyi selkeästi asutuksen, teollisuuden ja energiantuotannon päästöjen vaikutus. Hiukkaspitoisuudet olivat korkeita ja välillä niiden koostumuksessa havaittiin suuria määriä epäorgaanisia aineita, kuten sulfaattia.

”Ajoittain pystyttiin jopa todentamaan paikallisten lähteiden vaikutus pilvien ominaisuuksiin. Kohonneen hiukkaspitoisuuden seurauksena myös pilvipisaroiden lukumäärä kohosi niiden keskikoon jäädessä vastaavasti pienemmäksi”, Ilmatieteen laitoksen tutkija Harri Portin kertoo.

Pilvien kyky heijastaa auringon säteilyä takaisin avaruuteen määrittyy juuri pilvipisaroiden koon ja lukumäärän perusteella. ”Pilvet, jotka muodostuvat likaisemmassa ilmassa, sisältävät enemmän ja pienempiä pisaroita. Siten ne ovat tiheämpiä ja heijastavat säteilyä tehokkaammin ja viilentävät ilmastoa ja siten hidastavat ilmastonmuutosta. Puijon asemalla tätä ilmiötä pystytään tutkimaan yksityiskohtaisesti ja seuraava tavoite on selvittää tarkemmin missä määrin Kuopion paikalliset lähteet vaikuttavat pilvien ominaisuuksiin, Harri Portin selvittää.

Kampanjoiden aikana tutkittiin mm. hiukkasten sekä pilvipisaroiden lukumäärää ja kokoa. Käytössä oli myös laitteita hiukkasten kemiallisen koostumuksen ja veden imukyvyn havainnoimiseen. Puijon aseman mittausjärjestelmän avulla pystyttiin lisäksi tutkimaan erikseen hiukkasia, jotka ovat muodostaneet pilvipisaroita sekä hiukkasia, jotka ovat jääneet pisaroiden ulkopuolelle.

Lisätietoja:

Tutkija Harri Portin, puh. 050 523 2014, harri.portin@fmi.fi

Metsäpalot tuottavat ilmakehään valtavan määrän pienhiukkasia

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Metsäpalot lisäävät suurempina määrinä savukaasujen, pienhiukkasten ja ärsyttävien hiilivetyjen määrää ilmassa.


Kuva: Juho Aalto.

Helsingin yliopiston, Ilmatieteen laitoksen ja usean muun tutkimuslaitoksen hankkeessa on mitattu tarkkoja metsäpalosta tulevia päästöjä koekulotuksen avulla.

Itäisellä Pirkanmaalla, Hyytiälässä, sijaitsevan SMEAR II -tutkimusaseman läheisyydessä kulotettiin kesäkuussa 2009 noin 0,8 hehtaarin kokoinen hakkuuaukko. Kokeessa tutkittiin savukaasujen ja pienhiukkasten koostumusta ja pitoisuuksia, palon meteorologiaa sekä sen vaikutuksia maaperän ominaisuuksiin.

Savupilvestä tehtiin mittauksia useammalla tavalla

Kokeessa palaneen biomassan määrä oli noin 47 tonnia. Liekillinen palaminen kesti noin 2 tuntia 15 min ja kytevä palaminen noin 3 tuntia. Savua mitattiin sekä maan päälle kiinteästi sijoitetuilla analysaattoreilla että liikkuvilla alustoilla: lentokoneessa, metsässä kävelleiden opiskelijoiden kantamilla hiukkaslaskureilla ja erityisvarustellulla pakettiautolla, jolla kierreltiin alueen ympärillä olevia metsäautoteitä.

Pienhiukkasten määrä suuri keskellä paloaluetta

Keskellä paloaluetta olevassa mastossa, noin 10 metrin korkeudella maasta pystyvirtauksen huippunopeudet olivat noin 9 m/s ja hiilidioksidipitoisuudet olivat noin viisi kertaa korkeammat kuin 400 ppm:n (miljoonasosan) taustapitoisuus. Lentokoneella savupatsaan läpi tehdyissä mittauksissa havaittiin, että pienhiukkasten lukumääräpitoisuus oli noin 2–4 miljoonaa hiukkasta kuutiosenttimetrissä 100–200 metrin etäisyydellä palosta, kun normaalisti pienhiukkasten määrä on joitakin satoja tai tuhansia hiukkasia kuutiosenttimetrissä. ”Maan päällä pienhiukkasten määrä on pienempi, koska kuuma ilma nostaa suurimmat pitoisuudet ylöspäin”, Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Aki Virkkula toteaa.

Pääosa pienhiukkasista oli niin vaaleita, että ne jäähdyttävät ilmakehää. Mittausten perusteella voitiin arvioida ilmaan päässeiden hiukkasten määrä ja se, että hiilidioksidia pääsi noin 1,6 kiloa jokaista palanutta biomassakiloa kohden. ”Tämä tarkoittaa sitä, että esimerkiksi Ruotsin laajassa metsäpalossa ilmaan päässeiden hiukkasten ja hiilidioksidin määrä voidaan arvioida, kun tiedetään palaneen biomassan määrä”, Virkkula sanoo.

Hiukkasten kokojakauma oli laaja, kymmenistä nanometreista mikrometreihin, mutta maksimipitoisuudet vaihtelivat noin 80 – 120 nanometrin kokoalueella. Ihmisen hiukset ovat noin 100 mikrometrin paksuisia eli savuhiukkaset ovat noin tuhannesosa siitä.

Palokaasuissa havaittiin myös laaja joukko erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä eli VOC-yhdisteitä. Ne osallistuvat savusumun muodostumiseen ja osa niistä on vaarallisia ihmisille.

Vuoden kuluttua kulotuksesta maaperän hiilivetypäästöt olivat lähes samalla tasolla kuin ennen koetta. Avohakkuu ja kulotus lisäsivät maaperän pitkäaikaisia hiilidioksidipäästöjä ja muuttivat sen fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia.

Kokeen suunnitteluun ja toteutukseen osallistui tutkijoita Helsingin yliopiston fysiikan laitokselta, Ilmatieteen laitokselta, Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellinen tiedekunnan Hyytiälän asemalta ja metsäekologian laitokselta, Metsäntutkimuslaitokselta, Metropolia-ammattikorkeakoulusta, San Josén valtionyliopistolta Kaliforniasta ja Manchesterin yliopistosta Englannista. Hanketta rahoitti mm. Suomen Akatemia ja TEKES.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Aki Virkkula. puh. 029 539 2053, aki.virkkula@fmi.fi

Tavanomaista lämpimämpi heinäkuu päättyi rajuihin ukkosiin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Heinäkuu oli Lapissa poikkeuksellisen lämmin. Yhtä lämpimiä heinäkuita on Lapissa keskimäärin kerran 30 vuodessa. Maan etelä- ja keskiosissa heinäkuu oli lämpimämpi viimeksi vuonna 2010.


Kuva: Ilmatieteen laitos.

Ilmatieteen laitoksen mukaan heinäkuun keskilämpötila vaihteli maan etelä- ja keskiosan lähes 20 asteesta pohjoisimman Lapin noin 15 asteeseen. Koko maassa oli tavanomaista lämpimämpää. Suurin poikkeama oli Käsivarren Lapissa, jossa keskilämpötila oli runsaat neljä astetta tavanomaista korkeampi. Pienin poikkeama oli maan etelä- ja itäosassa sekä Inarin Lapissa, jossa oli noin kaksi astetta tavanomaista lämpimämpää.

Maan länsiosassa heinäkuu oli yleisesti harvinaisen lämmin eli se toistuu keskimäärin kerran kymmenessä vuodessa. Lapissa keskilämpötila on yleisesti jopa poikkeuksellisen korkea, eli näin korkeita keskilämpötiloja mitataan siellä heinäkuussa keskimäärin kerran 30 vuodessa. Viimeksi on Lapissa suunnilleen yhtä lämmin heinäkuu koettu vuonna 2003. Maan etelä- ja keskiosassa lämpimin heinäkuu on koettu vuonna 2010.

Lähes joka päivä mitattiin hellelukemia

Kuukauden korkein lämpötila, 32,5 astetta, mitattiin Kouvolan Utissa 26. päivänä. Hellepäiviä oli kuukauden aikana 26, kun niitä heinäkuussa on keskimäärin 16. Tämänvuotista enemmän heinäkuisia hellepäiviä on ollut vuodesta 1959 alkaen tarkasteltuna vain vuosina 2010 ja 1973, jolloin niitä oli 30. Vuonna 2003 niitä oli 28 ja vuonna 1972 päiviä oli 27. Yksittäisistä havaintoasemista hellepäiviä oli eniten Kouvolan Utissa, jossa niitä oli 22 kappaletta.

Kuukauden sademäärässä oli suuria paikallisia eroja, koska sade oli suurelta osin kuuroittaista. Yleisesti ottaen satoi tavanomaista vähemmän. Vain osassa Itä-Suomea, Pohjanmaan maakuntia ja Lappia sademäärä kohosi tavanomaista suuremmaksi. Kuivinta oli maan lounaisosassa ja pohjoisimmassa Lapissa, jossa jäätiin yleisesti alle 30 millimetrin eli selvästi alle puoleen tavanomaisesta. Maan keski- ja pohjoisosassa sademäärä kohosi paikoin yli 80 millimetriin. Havaintoasemista eniten satoi Kauhajoen Kuja-Kokossa, jossa sadetta kertyi 147,1 millimetriä. Vähiten eli 10,6 mm satoi Helsingin Kumpulassa. Suurin vuorokautinen sademäärä 62,3 mm mitattiin Oulun Pellonpäässä 18. päivänä. Sateesta 59,2 mm tuli yhden tunnin aikana.

Keskimääräisestä salamamäärä lähes tuplaantui

Heinäkuussa paikannettiin merkittävä määrä maasalamoita. Kuukauden aikana Suomessa havaittiin lähes 110 000 maasalamaa, kun heinäkuun pitkäaikainen keskiarvo on noin 59 000 salamaa. Salamointi oli erityisen runsasta myös toukokuussa. Tähän mennessä kesän aikana on paikannettu lähes 150 000 maasalamaa, kun koko kesän aikana niitä paikannetaan keskimäärin noin 138 000. Tilastollisesti elokuussa on odotettavissa vielä noin 30 000 salamaa.

Heinäkuu päättyi vilkkaaseen ukkospäivään, sillä heinäkuun viimeisenä päivänä salamoita paikannettiin noin 22 000. Tämä on tilastollisesti merkittävä, mutta ei ennätyksellinen salamamäärä yhdeltä vuorokaudelta. Suurin 2000-luvulla havaittu vuorokausimäärä, 28 500 salamaa, mitattiin viime kesänä 27.6.

Myös salamatiheydeltään kuukauden viimeisen päivän ukkoset olivat merkittäviä. Taivalkoskella mitattiin 91 maasalamaa sataa neliökilometriä kohti. Ukkosta sanotaan poikkeuksellisen rajuksi, jos salamatiheys ylittää 80 salamaa/100 km2 vuorokauden aikana. Vastaavia tiheyksiä ei esiinny joka vuosi. Torstain rajut ukkoset olivat monen tekijän summa, mutta esimerkiksi alailmakehän kosteusmäärät olivat poikkeuksellisen suuria. Ukonilmojen yhteydessä esiintyi etenkin maan keskiosassa ja Kainuussa voimakkaita tuulenpuuskia, jotka aiheuttivat metsätuhoja ja sähkökatkoksia.


Kuva: Ilmatieteen laitos.

Lisätietoja:

Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk, puh. 0600 1 0600 (4,01 e/min + pvm)
Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)

Ukkoset ja salamat: Peter Ukkonen, puh. 050 452 9104, peter.ukkonen@fmi.fi

Heinäkuun säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/kuukausitilastot

Teematietoa rajuilmoista: http://ilmatieteenlaitos.fi/rajuilmat

NASAn kasvihuonekaasusatelliitti onnistuneesti matkaan

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

NASA on laukaissut ilmakehän hiilidioksidia mittaavan OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory 2) -satelliitin onnistuneesti maata kiertävälle radalle.


Kuva: Nasa Television.

Satelliitti laukaistiin Delta II -kantoraketilla Vandenbergin lentotukikohdasta, Kaliforniasta 2. heinäkuuta klo 12.56 Suomen aikaa. Satelliitti oli tarkoitus laukaista jo eilen, 1. heinäkuuta, mutta ensimmäinen laukaisuyritys jouduttiin perumaan laukaisualustan vesiongelman takia.

Laukaisun onnistuminen on tutkijoille erityisen suuri ilonaihe, sillä vuonna 2009 vastaavan satelliitin laukaisussa kantoraketin viimeinen vaihe ei onnistunut suunnitellusti. Tuolloin satelliitti ei päässyt radalleen vaan syöksyi takaisin ilmakehään ja sen hajonneet osat putosivat Etelämantereen lähelle. ”Laukaisun onnistuminen on erittäin hyvä uutinen, sillä OCO-2:n tekemät mittaukset tuottavat pitkään kaivattua tarkkaa tietoa yhteiskunnalle ja päättäjille ilmaston muuttumisesta”, Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Johanna Tamminen toteaa.

OCO-2 mittaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta

OCO-2 satelliitti tulee tekemään tarkkoja havaintoja ilmakehän hiilidioksidipitoisuudesta kattaen koko maapallon. Päivittäin se tekee noin miljoona havaintoa, joista oletettavasti noin 200 000 täyttää mittauksille asetetut tarkkuusvaatimukset. OCO-2:n mittaustietoa käytetään selvitettäessä hiilidioksidin alueellisia lähteitä ja nieluja maapallolla, jotta voidaan paremmin ennustaa ilmastonmuutoksen etenemistä ja vaikutuksia. Hiilidioksidin lähteiden ja nielujen ymmärtämiseen liittyy vielä suuriakin epävarmuuksia, joihin uudet mittaukset tuovat lisätietoja. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuudet ovat kasvaneet jatkuvasti teollistumisen alusta lähtien. Kasvihuonekaasujen määrän lisääntyminen vaikuttaa ilmastoon ja aiheuttaa sen lämpenemistä.

Ilmatieteen laitos varmistaa satelliittihavaintojen laatua

Mikäli laukaisun jälkeen instrumentin käynnistäminen etenee oletetusti aloitetaan OCO-2:n hiilidioksidimittaukset elokuussa. Ilmatieteen laitos tulee osallistumaan OCO-2-hankkeeseen satelliittihavaintojen laadun varmistamiseen ja parantamiseen. Havaintojen laatua seurataan Sodankylässä hiilidioksidimittausten avulla, joita tehdään FTS (Fourier Transform Spectrometer) mittalaitteella. Tärkeää lisätietoa hiilidioksidin korkeusprofiilista saadaan myös ns. AirCore-mittaussysteemillä, jota on viime aikoina kehitetty ja testattu Sodankylässä.

”Jotta OCO-2-mittalaiteella voidaan tuottaa ilmastotutkimuksen tarvitsemaa tietoa, se edellyttää mittalaitteelta hyvin suurta tarkkuutta ja luotettavuutta. Tämä tullaan varmistamaan vertaamalla sen mittaustietoja tarkkoihin maanpinnalta tehtäviin mittauksiin”, Johanna Tamminen kertoo. Sodankylä on valittu yhdeksi OCO-2 hankkeen tärkeimmäksi maanpintareferenssiasemaksi. Käytännössä tämä tarkoittamaa sitä, että OCO-2 tekee tarvittaessa erityisiä kohdemittauksia lentäessään Sodankylän yli 9 minuuttia. Tänä aikana laite tekee noin 6000 tarkkuusmittausta ehkä parempi vain mittausta Sodankylän läheltä.

OCO-2 osana useamman satelliitin rypästä

OCO-2 -satelliitti asettuu lopulta 705 kilometrin korkeudelle, jossa se lentää napojen kautta kulkevalla radalla ns. A-juna konstellaatiossa yhdessä viiden muun satelliitin ja 15 instrumentin kanssa. Näistä yksi on hollantilais-suomalainen Ozone Monitoring Instrument, joka on toiminut jo vuodesta 2004 lähtien. Nämä satelliitit lentävät samalla radalla vain joidenkin minuuttien päässä toisistaan ohittaen päiväntasaajan aina iltapäivällä paikallista aikaa. Satelliitilta kuluu 99 minuuttia yhteen kierrokseen maapallon ympäri.

OCO-2 satelliitti painaa noin 450 kg, josta itse mittalaite 131 kg. Satelliitin oletettu toiminta-aika on kaksi vuotta, mutta sen toivotaan toimivan huomattavasti pidempään.

Lisätietoja:

Paikan päällä Kaliforniassa laukaisua seuraamassa:
Ryhmäpäällikkö Johanna Tamminen Kalifornia, johanna.tamminen@fmi.fi

Erikoistutkija Rigel Kivi, Sodankylä, puh. 029 539 2728, rigel.kivi@fmi.fi

Tutkimusprofessori Erkki Kyrölä, puh. 050 339 7041, erkki.kyrola@fmi.fi

http://oco.jpl.nasa.gov/

Laukaisua seuraa myös Ilmatieteen laitoksen @IlmaTiede -twitter.

Seuraa

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: