Heikki Nevanlinna: Auringon säteilyn muutokset ja maapallon lämpötila

Viime maaliskuussa Ilmatieteen laitoksessa pidettiin ilmastonmuutoskoulutuspäivät toimittajille. Yksi esitelmän pitäjistä siellä oli Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö Heikki Nevanlinna. Hänen esitelmänsä aiheena oli Auringon säteilyn muutokset ja maapallon lämpötila. Heikki Nevanlinna on ystävällisesti antanut meille luvan julkaista esitelmäänsä liittyvän tekstin laajennetun version.

Tässä on linkki esitelmän tekstiin (PDF-dokumentti, noin 500kB):

Auringon säteilyn muutokset ja maapallon lämpötila – Heikki Nevanlinna

Tiivistelmä:

Auringon kokonaissäteilyssä on satelliittimittausten mukaan heikko noin ± 0.1 % suuruinen vaihtelu auringonpilkkujen 11-vuotisessa jaksollisuudessa. Sen lämpötilavaikutus maapallon keskilämpötilaan on pieni, alle ± 0.1 °C, mutta se voidaan erottaa lämpötilojen aikasarjoissa sekä pintamittauksissa että satelliittihavainnoissa (Kuva 1b). Auringon säteilymuutokset vuosikymmenien aikaväleillä 1800-luvun puolivälistä lähtien ovat laskennallisesti nostaneet maapallon keskilämpötilaa noin 0.1 °C sadassa vuodessa, kun kokonaismuutos samana aikana on ollut noin 0.8 °C (Kuva 1a). Auringon säteily kääntyi 2000-luvun alussa lievään laskuun normaalina osana pilkkujakson 23 pitkitty-nyttä laskukautta. Auringon kokonaissäteilyn heikkeneminen on jo pysähtynyt ja kääntynyt lievään nousuun vuoden 2009 lopulla uuden auringonpilkkujakson (24) myötä (Kuva 2). Auringonpilkkujen lukumäärän ennustetaan olevan maksimissaan vuosien 2013-2014 paikkeilla.

Nyt käynnissä oleva auringonpilkkujakso on pilkkujen määrien ja auringon yleisen aktiviteetin osalta 2-3 vuotta jäljessä auringon keskimääräisestä aktiviteettikehityksestä (Kuva 3&4). Viimeksi yhtä alhaisia aktiviteettilukemia on ollut yli 100 vuotta sitten 1800-luvun lopulla. Auringon aktiivisuuden hiljentymisestä aiheutuu maapallon lähiavaruuden avaruussääilmiöiden heikentymistä ja mm. revon-tulien ja magneettisten myrskyjen esiintymisien harventumista. Maapallonlaajuiseen ilmaston-muutokseen auringon säteilytoiminnan muutoksilla on vain pieni vaikutus.

Meren syvyyksistä kumpuaa todisteita ilmaston lämpenemisestä

Merien syvemmistä vesikerroksista vettä pintaan tuovan kumpuamisen on havaittu voimistuneen vuosien 1960 ja 2001 välisenä aikana juuri julkaistun tutkimuksen mukaan. Havaintoa ei voitu selittää tyydyttävästi merien virtausten muutoksilla, vaan havainto näyttäisi antavan todisteita rannikoilla tapahtuvan kumpuamisen voimistumisesta ilmaston lämpenemisen seurauksena.


Maailman merien kumpuamisalueet on esitetty punaisella. Kuva: Wikipedia.

Rannikoilla kumpuaminen aiheutuu rannikon suuntaisten tuulien aiheuttamasta veden virtauksesta. Tuulen pois puhaltama vesi korvautuu syvemmältä pumppautuvalla vedellä. Tällä tavoin syvältä kumpuava vesi on viileämpää kuin pintavesi. Kumpuava vesi on tyypillisesti peräisin 50-150 metrin syvyydestä. Kumpuava vesi on myös hyvin ravinnepitoista. Kumpuamisalueet ovatkin tärkeitä kalastusalueita. Niiltä saadaan melkein 20 prosenttia maailman kalasaaliista, vaikka ne kattavat vain yhden prosentin maailman meristä.

Kumpuamisalueet ovat myös merkittäviä ilmakehän ja merien hiilidioksidin vaihdon kannalta. Lisäksi kumpuamisalueilla on voimakas vaikutus paikalliseen ilmastoon.

Jo vuonna 1990 julkaistiin havaintoja, joiden mukaan kumpuaminen on lisääntynyt maailman merissä. Tuolloin esitettiin hypoteesi, että kumpuamisen lisääntyminen voisi johtua ilmaston lämpenemisestä. Ilmaston lämpeneminen lämmittäisi maa-alueita ja meriä eri tahtiin ja näin niiden välinen paine-ero kasvaisi. Paine-eron kasvaminen taas vaikuttaisi kumpuamista aiheuttaviin tuuliin ja lopulta kumpuaminen voimistuisi.

Hypoteesin tueksi yhdeltä kumpuamisalueelta on havaittu viilenemistä 1900-luvun loppupuolella. Toisaalta on myös olemassa joitakin havaintoja kumpuamisen vähenemisestä joiltakin alueilta. Todisteet asialle eivät siis ole olleet yhdenmukaisia. Tarvitaan lisää tarkempaa tietoa asiasta.

Juuri julkaistu tutkimus yrittää vastata tähän haasteeseen. Saksalaiset tutkijat ovat käyttäneet havaintoja neljältä maapallon tärkeimmältä kumpuamisalueelta tutkiakseen kumpuamisen muutoksia tarkemmin 1900-luvun loppupuolella (tosin osa havainnoista ja siten myös analyysista ulottuu aina 1870-luvulle asti). Neljä aluetta ovat Luoteis-Afrikan rannikolla (Kanariansaarten lähivesillä), Kalifornian rannikolla, Namibian sekä Etelä-Afrikan rannikolla ja Perun rannikolla. Kultakin alueelta otettiin kymmenen mittapistettä niin, että viisi pisteistä on lähellä rannikkoa ja viisi pistettä kauempana merellä.

Veden pystysuuntaisesta virtauksesta ei valitettavasti ollut pitkäaikaisia mittaustietoja tarjolla, joten tutkimuksessa jouduttiin tyytymään epäsuoriin menetelmiin kumpuamisen voimakkuuden määrittelemiseksi. Tutkimuksessa käytettiin tuulennopeuden ja merenpinnan lämpötilan mittauksia kumpuamisen voimakkuuden määrittelyyn. Meren pintalämpötilan erotus rannikolla ja avomerellä sijaitsevien mittauspisteiden välillä sekä rannikon suuntaisten tuulien muutoksien katsottiin kuvaavan kumpuamisen voimakkuutta. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin eri oskillaatioita kuvaavia indeksejä (AMO, NAO, PDO ja ENSO), joiden avulla on mahdollista määritellä kunkin oskillaation osuus kumpuamismuutoksiin.

Tutkimuksessa käytettiin tuulennopeuden mittauksia kolmesta eri lähteestä (COADS, NCEP/NCAR ja ERA-40). Tuulennopeuden muutokset poikkesivat eri lähteiden mukaan pahimmillaan jopa niin, että kun toisen lähteen tietojen mukaan tuulennopeus kasvoi jollain kumpuamisalueella, niin toisen lähteen tietojen perusteella se oli pienentynyt. Meren pintalämpötilasta määritelty kumpuamisen voimakkuuden muutos oli kolmella neljästä kumpuamisalueista laskeva (eli kumpuaminen väheni) vuosien 1870 ja 2006 välisellä ajanjaksolla, mutta kun tarkasteltiin lyhyempää ajanjaksoa 1960-luvulta eteenpäin, muutos olikin nouseva kolmella neljästä kumpuamisalueista. Kumpuaminen näyttää siis keskimäärin lisääntyneen viime vuosikymmeninä.

Tässäkään tutkimuksessa kumpuaminen ei kuitenkaan lisääntynyt jokaisella kumpuamisalueella. Vaikka tässä yleisesti ottaen saatiin todisteita vuoden 1990 hypoteesille, niin toisaalta tulokset tukevat myös aiempia hypoteesin vastaisia todisteita. Toisin sanoen näyttää siltä, että kumpuaminen on lisääntynyt toisilla alueilla ja vähentynyt toisilla alueilla. Tutkimusartikkelissa käsitellään kuitenkin eri tuulennopeusmittauksien lähteitä ja luotettavimmaksi arvioidaan COADS, jonka mukaan tuulennopeudet ovat kasvaneet jokaisella analysoiduista kumpuamisalueista 1960-luvun jälkeen. Kun lisäksi huomioidaan, että 1960-luvun jälkeen merien pintalämpötilojen perusteella määritelty kumpuaminen on lisääntynyt kolmella neljästä kumpuamisalueesta, niin näyttää siltä, että yleisesti ottaen kumpuaminen on lisääntynyt 1960-luvun jälkeen. On kuitenkin huomattava, että sekä tuuli- että meren pintalämpötilamittauksien käyttöön tässä yhteydessä liittyy paljon epävarmuuksia. Esimerkiksi meren pintalämpötilan muutoksiin rannikon ja avomeren välillä voi vaikuttaa moni muukin asia kuin kumpuaminen.

Merien pintalämpötiloihin ja virtauksiin vaikuttavat voimakkaasti eri oskillaatiot. Niiden voidaan siis olettaa vaikuttavan myös kumpuamiseen. Oskillaatioiden indeksien korrelaatiot kumpuamisen indikaattoreiden kanssa eivät kuitenkaan ole yleisesti merkitseviä. Näyttää siis siltä, että oskillaatioista ei löydy selitystä kumpuamisen yleiselle lisääntymiselle. Joissakin yksittäisien kumpuamisalueiden tapahtumissa niillä on kuitenkin voinut olla merkitystä. Muita tekijöitä, joista voi vielä löytyä ainakin osittaisia selityksiä asiaan, ovat aerosolit ja Auringon säteily, joiden molempien tiedetään voivan vaikuttaa tuuliolosuhteisiin, sekä meren kerrostuneisuuden muutokset, jotka vaikuttavat merien pintalämpötiloihin. Vuonna 1990 muotoiltu hypoteesi ilmaston lämpenemisen roolista tässä asiassa näyttäisi kuitenkin sopivan havaintoihin parhaiten ja näyttäisi tällä hetkellä saavan tästä tutkimuksesta todisteita puolelleen.

Lähde: Narayan, N., Paul, A., Mulitza, S., and Schulz, M.: Trends in coastal upwelling intensity during the late 20th century, Ocean Sci., 6, 815-823, doi:10.5194/os-6-815-2010, 2010. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Lisätietoa:

Kumpuaminen – Itämeriportaali

Sisäisen vaihtelun osuus viimeaikaisesta lämpenemisestä

Uuden tutkimuksen mukaan viime vuosikymmeninä tapahtuneeseen voimakkaaseen maapallon lämpenemiseen on osaltaan vaikuttanut sisäinen vaihtelu, joka saattaa liittyä Atlantilla vallitsevaan, usean vuosikymmenen aikaskaalalla toimivaan oskillaatioon (Atlantic multidecadal oscillation, AMO). Tämän sisäisen vaihtelun vaikutus maapallon lämpötilaan on kuitenkin pienempi kuin kasvihuonekaasujen aiheuttama lämpeneminen pitkän aikavälin trendeissä. Kyseinen sisäinen vaihtelu vaikuttaa kuitenkin merkitsevästi alle 30 vuotta lyhyemmillä ajanjaksoilla.


Sisäisen vaihtelun vaikutus näkyy maapallon pintalämpötilan mittaussarjoissa.

Viimeisen sadan vuoden aikan maapallon pinta on lämmennyt noin 0,7 ˚C. Ilmaston lämpenemisellä on arvioitu olevan erittäin vakavia seurauksia, joten on ensisijaisen tärkeää selvittää maapallon lämpenemisen syyt. Monien tutkimuksien mukaan ihmisen toiminta on lämpenemisen tärkein syy. Lämpeneminen ei ole tapahtunut tasaisesti ajan myötä, vaan on yleisesti ottaen kiihtynyt (vuosina 1901-2005 lämpeneminen oli noin 0,075 ˚C kymmenessä vuodessa keskimäärin, mutta vuosina 1981-2005 se oli jo 0,24 ˚C kymmenessä vuodessa). Tiedetään myös olevan ajanjaksoja, jolloin lämpenemistä ei tapahtunut (1950-1970 ja 1998-2007) vaikka kasvihuonekaasujen määrä lisääntyi edelleen.

Ihmisen aiheuttama ilmaston lämpeneminen ei ole epäilyksen alainen, mutta lämpenemisen viimeaikaisen kiihtymisen syyt ovat voimakkaan mielenkiinnon aiheena. Epäselvää tässä on se, paljonko sisäinen vaihtelu (ilmaston sisäinen muutos, kun pakotteita ei ole läsnä) on vaikuttanut viimeaikaiseen lämpenemisen kiihtymiseen.

Uudessa tutkimuksessa DelSole ja kumppanit ovat selvitelleet sisäisen vaihtelun vaikutusta viimeaikaiseen ilmaston lämpenemiseen. Aihetta on tutkittu ennenkin. Aiemmat tutkimukset ovat yleensä määritelleet ilmastoa pakottavien tekijöiden vaikutuksia ja määritelleet niiden perusteella myös sisäisen vaihtelun osuuden. Tässä uudessa tutkimuksessa asiaan paneudutaan hiukan syvemmälle niin, että pyritään tarkentamaan sisäisen vaihtelun olemusta ja jopa selvittämään sen aiheuttajaa. Perinteisesti pakotteiden vaikutus on määritetty ilmastomallien avulla tulkitsemalla simuloidun ilmaston vasteesta pakotteen odotettu vaikutus ja sisäinen vaihtelu on määritelty sen tilastollisten ominaisuuksien perusteella. DelSole ja kumppanit tekevät asian toisella tavalla. He sisällyttävät sisäisen vaihtelun malleihin asiaksi, jota yritetään tunnistaa pakotteiden mukana.

DelSole ja kumppanit käyttävät tilastollista menetelmää sisäisen vaihtelun tunnistamiseksi. Vuosikymmenien aikaskaalalla tapahtuva vaihtelu on kuitenkin hieman erilaista eri malleissa, joten DelSole ja kumppanit päätyvät tutkimaan asiaa useilla eri malleilla. Tämäkään lähestymistapa ei kuitenkaan ole ongelmaton. Jotta yksittäinen malli ei pääsisi hallitsemaan tilannetta, tutkimuksessa varmistettiin lisäksi, että tunnistettu vaihtelu näkyi kaikissa malleissa erikseen.

Mallisimulaatioita suoritettiin ensin ilman pakotteita (esimerkiksi ilman kasvihuonekaasujen lisääntymisen vaikutusta), jotta mallien sisäinen vaihtelu näkyisi selvästi ja saataisiin näin sisäisen vaihtelun olemus määritettyä tarkemmin. Näin havaituista vaihteluista voimakkain kohdistuu Pohjois-Atlantille ja pohjoiselle Tyynellemerelle. Se vaihtelee useiden vuosikymmenien sykleissä. Vastaava vaihtelu on löydetty myös aiemmissa tutkimuksissa. Ominaisuuksiensa perusteella kyseinen vaihtelu näyttäisi olevan merien kiertoliikkeeseen liittyvä asia. On kuitenkin huomattava, että vaihtelu esiintyy kahdessa meressä, joten on mahdollista, että vaihtelu alkaa toisessa meressä ja toisen meren vaihtelu on vain reaktio toisen meren vaihteluun.

Seuraavaksi mallisimulaatioihin otettiin myös pakotteet mukaan ja havaitut merien pintalämpötilat sisällytettiin simulaatioihin. Tällä tavoin voidaan määrittää, miten löydetty vaihtelu vaikuttaa kokonaislämpenemiseen pakotteiden rinnalla.

Tuloksien tarkastelu osoittaa, että simulaatiossa sisäinen vaihtelu ei selitä 1970-luvulta lähtien tapahtunutta lämpenemistä kokonaan, vaan siihen tarvitaan simulaatiossa mukana olevia pakotteita (ihmisen aiheuttamat ja luonnolliset). Viimeisen sadan vuoden aikana on kuitenkin selvästi nähtävissä, että edellä mainittu sisäisen vaihtelun komponentti seuraa merenpinnan lämpötilan vaihteluita hyvin läheisesti vuosikymmenien aikaskaalalla.

Sisäisen vaihtelun komponentti täsmää erittäin hyvin AMO:n indeksin kanssa, joten AMO näyttää olevan tämän mallien simulaatioissa näkyvän sisäisen vaihtelun ilmentymä oikeassa elämässä.

Pakotteiden muuttuminen saattaa vaikuttaa myös sisäiseen vaihteluun. Tätä asiaa tarkasteltaessa kävi kuitenkin ilmi, että jos pakotteet vaikuttavat sisäiseen vaihteluun, tämä vaikutus on todennäköisesti pieni.

Sisäisen vaihtelun rooli selviää, kun vertaillaan havaittua merien pintalämpötilaa mallin tuottamaan merien pintalämpötilaan. Vertailussa tutkitaan erikseen pakotteiden vaikutus ilman sisäistä vaihtelua sekä pakotteiden ja sisäisen vaihtelun yhteinen vaikutus. Pakotteiden ja sisäisen vaihtelun tapauksessa mallin tuottama tulos ei poikkea tilastollisesti merkitsevästi havaitusta, joten pakotteiden ja sisäisen vaihtelun avulla saadaan mallissa tyydyttävästi kuvattua havaittu merien pintalämpötila. Pelkillä pakotteilla saadaan huonompi tulos.

Simulaatioita ja havaintoja tarkasteltiin myös kahdessa eri osassa ajallisesti niin, että tarkastelussa oli ajanjaksot 1946-1977 ja 1977-2008. Jälkimmäisen ajanjakson aikana merien pintalämpötila nousi huomattavasti nopeammin, eli lämpeneminen näytti ”kiihtyvän”. Mallisimulaatioiden pakotteet kuitenkin osoittivat samanlaista lämpenemistä näille kahdelle ajanjaksolle. Kun sisäinen vaihtelu otetaan huomioon pakotteiden lisäksi, tuloksena oleva lämpenemiskehitys on lähes samanlaista kuin havainnoissa näille kahdelle ajanjaksolle.

Tämän tuloksen mukaan merien pintalämpötiloissa havaittu kehitys ei johtunut siitä, että pakotteiden vaikutus voimistui. Lämpenemisen voimistuminen näyttää johtuvan siitä, että sisäinen vaihtelu aiheutti viilenemistä ensimmäisellä ajanjaksolla ja lämpenemistä jälkimmäisellä ajanjaksolla. Pakotteiden vaikutus oli noin 0,1 K per vuosikymmen. Sisäisen vaihtelun amplitudi 16 vuoden ajanjaksolla oli 0,169 K per vuosikymmen ja 0,0776 K per vuosikymmen 32 vuoden ajanjaksolla. Tämä tarkoittaa sitä, että lyhyellä aikavälillä pakotteiden aiheuttama lämpeneminen ei välttämättä erotu sisäisestä vaihtelusta. Vieläkin lyhyemmillä ajanjaksoilla tulee myös muita sisäisen vaihtelun komponentteja (esimerkkinä El Niño) voimakkaasti mukaan häiritsemään pakotteiden vaikuttamisen tunnistamista. Tämä myös viittaa siihen, että lämpenemisen puuttuminen ajanjaksolla 1998-2008 ei riitä kertomaan, että pitkän ajan lämpenemistrendi olisi loppunut.

Sisäinen vaihtelu voi siis vaikuttaa merkitsevästi lyhyellä aikavälillä, mutta se ei näyttäisi voivan selittää vuosisadan aikana havaittua 0,8 celsiusasteen lämpenemistä merien pintalämpötiloissa.

Lähde: Timothy DelSole, Michael K. Tippett, Jagadish Shukla, A Significant Component of Unforced Multidecadal Variability in the Recent Acceleration of Global Warming, Journal of Climate, 2010, doi: 10.1175/2010JCLI3659.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

NODC – merien lämpösisältö

Jo joidenkin vuosien ajan on esitetty väitteitä, että maailman meret ovat viilenneet vuoden 2003 jälkeen. Asiaan liittyen on löydetty joitakin virheitä mittauslaitteistoissa. On osoitettu, että nämä virheet aiheuttivat alunperin näennäisen viilenemisen, joten viimeisimmät tieteelliset tutkimukset eivät näyttäisi tukevan väitteitä viilenemisestä viimeisten vuosien aikana. Laajalti käytössä olevaa Argo-verkostoa korjataan parhaillaan ja tilanteen pitäisi selkiytyä lähitulevaisuudessa. Väitteet viilenemisestä kuitenkin jatkuvat edelleen. Tässä luodaan lyhyt katsaus asiaan.


Argo-verkoston mittauspoiju. Kuva: NASA/Japanin rannikkovartiosto.

Viileneminen katosi

Tämä on nykyään jo melko tunnettu tarina, joten tässä se käydään läpi vain lyhyesti. Vuonna 2006 Lyman ja muut raportoivat löytäneensä viilenemistä maailman meristä vuoden 2003 jälkeen. Tämä aiheutti ilmastonmuutoksen epäilijöiden keskuudessa väitteitä siitä, että ilmaston lämpeneminen on pysähtynyt, vaikka tutkimuksen tekijät eivät itse olleet sitä mieltä. Vuonna 2007 Josh Willis, yksi alkuperäisen tukimuksen jäsenistä, huomasi, ettei heidän löytämänsä viileneminen näyttänytkään olevan totta. Joidenkin Argo-verkon mittauspoijujen ja aiemmin käytössä olleiden XBT-antureiden kanssa oli ongelmia. Nämä yhdessä aiheuttivat näennäisen viilenemisen yhdistettyyn mittaussarjaan. Kun huonot Argo-poijut jätettiin analyysistä pois ja XBT-ongelma korjattiin, viileneminen katosi. [Koko tarina on täällä englanninkielellä.]

On myöskin olemassa uudempi tutkimus (von Schuckmann ja muut, 2009), jonka mukaan meret ovat itse asiassa lämmenneet vuoden 2003 jälkeen (tai vuoden 2004 jälkeen, kuten viimeisimmät väitteet näyttävät sanovan). Lisätietolähteitä merien lämpötilasta ja tästä merien lämpösisällön mittaamiseen liittyvästä ongelmasta annetaan tämän artikkelin lopussa.

NODC – viimeaikaisten väitteiden lähde

Huolimatta yllä kuvatusta tilanteesta, merien viilenemisväitteet jatkuvat. Joissakin verkkokeskusteluissa ja blogeissa on käytetty NOAA:n National Oceanographic Data Centerin (NODC) sivustolta löytyvää dataa osoittamaan, että meret ovat viilenneet vuoden 2003 tai 2004 jälkeen. Koska kyseessä on NOAA:n verkkosivusto, sillä on auktoriteettiä ja siksi näyttäisi olevan luotettava lähde esitettyjen väitteiden tueksi. Tässä ei väitetä, etteikö NODC olisi yleisesti ottaen luotettava lähde, mutta tässä pyritään osoittamaan miksi se ei tällä hetkellä ole paras mahdollinen paikka asian tutkimisessa.

NODC:n data on peräisin heidän omasta ”world ocean database” -tietokannastaan ja sen kuvaus löytyy heidän sivustoltaan. Luku 6.6 siellä kertoo datan ongelmista. Katsotaanpa, mitä siellä sanotaan Willisin löytämästä ongelmasta:

A large number of SOLO floats with FSI CTD packages deployed in the Atlantic Ocean between 2003 and 2006 were found to have a pressure offset problem due to a software error. This error caused pressures to be paired with the temperature measurements from the next lower level, creating the illusion of a cooling ocean. Once the problem was found, a list of such floats was compiled. An effort was made to correct the problem, successful in some floats, not in others. All data from all these problem floats are included in WOD09.

Suomennos:
Suuressa määrässä Atlantilla vuosien 2003 ja 2006 välillä käyttöönotettuja SOLO-poijuja, joissa on FSI CTD -paketit, havaittiin olevan ongelma paineen nollauksessa johtuen ohjelmistovirheestä. Tämä virhe aiheutti paineiden lukemisen seuraavaksi alemmalla tasolla olevien lämpötilojen pariksi, mikä aiheutti illuusion viilenevästä merestä. Kun ongelma löydettiin, vialliset poijut listattiin. Ongelmaa yritettiin korjata ja se onnistui joillakin poijuilla, mutta epäonnistui toisilla poijuilla. Kaikkien ongelmapoijujen koko data sisältyy WOD09:ään.

(Korostus on tämän artikkelin kirjoittajan.) Tämä ongelma siis aiheuttaa näennäistä viilenemistä ja ongelmapoijujen mittaukset ovat datassa mukana. Siellä kuvataan myös toinen mainitsemisen arvoinen ongelma:

More recently, in early 2009, a problem with the Druck pressure sensor has been found (J. Willis and D. Roemmich, minutes of 10th meeting of International Argo Steering Team). This problem causes pressure sensor drift after deployment. Deployment of new floats was halted temporarily, until the pressure sensor design could be altered. Already deployed APEX floats are being monitored closely for sensor drift. The full extent of this problem is not yet apparent.

Suomennos:
Hiljattain, alkuvuodesta 2009, Druck-paineantureista löytyi ongelma (J. Willis ja D. Roemmich, kansainvälisen Argo-ohjausryhmän kymmenennen kokouksen pöytäkirja). Tämä ongelma aiheuttaa paineanturin lukemien siirtymisen käyttöönoton jälkeen. Uusien poijujen käyttöönotto keskeytettiin väliaikaisesti kunnes paineanturien toteutus on saatu muutettua. Jo käyttöönotettuja APEX-poijuja seurataan tarkasti paineanturien siirtymien varalta. Ongelman täysi laajuus ei ole vielä selvillä.

Näyttää siltä, että NODC:n datassa on mukana myös muiden ongelmallisten Argo-poijujen dataa. Tämän ongelman osalta ei ole selvää, mihin suuntaan se vaikuttaa.

Näyttää siis selvästi siltä, että viimeisten muutamien vuosien ajalta NODC:n data ei välttämättä ole kaikista luotettavinta. Argon datan osalta on parasta katsoa Argon verkkosivustoa. Siellä on osio nimeltä ”Advice on Pressure Biases in the Argo Data Set” (suora linkitys sivulle ei tunnu toimivan, mutta sivu löytyy pääsivulta ”Argo Information Centre” -linkin kautta ja lisäksi tässä on vaihtoehtoinen linkki ”Argo data management” -verkkosivustolle, josta löytyy sama teksti), jossa sanotaan:

A part of the global Argo data are subject to biases in reported pressures. These biases are usually less than 5db, but occasionally can be larger (> 20db). These bias errors are being steadily removed by the reprocessing of historical Argo data. We expect that by the end of 2010 these errors will be removed from the global Argo data set in both the delayed-mode and real-time data.

Suomennos:
Osaa globaalia Argo-dataa vaivaa raportoitujen paineiden vääristymät. Nämä vääristymät ovat yleensä pienempiä kuin 5 db, mutta saattavat joskus olla suurempia (> 20 db). Näitä vääristymän aiheuttamia virheitä korjataan koko ajan uudelleenprosessoimalla vanhaa Argon dataa. Arvioimme, että vuoden 2010 loppuun mennessä nämä virheet poistetaan globaalista Argo-mittaussarjasta sekä viivästetyssä moodissa että reaaliaikaisessa datassa.

Tämän mukaan saatamme siis saada lisää tietoa viime aikojen merien lämpötiloista ensi vuonna, kun korjaukset on tehty kokonaan. NODC varmasti myös päivittää tietokantansa silloin. Toistaiseksi olemme siis epätietoisuuden tilassa – meillä ei ole hyvää käsitystä siitä, minkälainen merien yläosien lämpökehitys on ollut vuoden 2003 jälkeen.

Viitteet

Lyman, J. M., J. K. Willis, and G. C. Johnson (2006), Recent cooling of the upper ocean, Geophys. Res. Lett., 33, L18604, doi:10.1029/2006GL027033. [tiivistelmä, koko artikkeli]

von Schuckmann, K., F. Gaillard, and P.-Y. Le Traon (2009), Global hydrographic variability patterns during 2003–2008, J. Geophys. Res., 114, C09007, doi:10.1029/2008JC005237. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Lisätietoja

– Tämän kirjoituksen alkuperäinen englanninkielinen versio: NODC ocean heat content – Ari Jokimäki, AGW observer.
– Lisää tietoa merien lämpösisältöongelmasta vuoden 2003 jälkeen (katso erityisesti Willis ja muut, 2008, sekä Levitus ja muut, 2009) ja yleensäkin merien lämpötiloista on löydettävissä AGW-observer blogista löytyvässä merien lämpötiloihin liittyvien tutkimusartikkelien listasta.
Does ocean cooling prove global warming has ended? – John Cook, Skeptical Science
Pielke Sr and scientific equivocation: don’t beat around the bush, Roger – gpwayne, Skeptical Science

Britannia siirtymässä sanoista tekoihin: Ilmastonmuutokseen sopeutuminen aloitetaan

 

Kuva muokattu uutislähteenä käytetystä raportista (Krebs et al. 2010 s. 15).

Isossa-Britanniassa ja Pohjois-Irlannissa riippumaton elin, joka neuvoo hallitusta ilmastonmuutokseen sopeutumisessa, julkaisi viime viikolla ensimmäisen kansallisen selvityksen siitä, kuinka hyvin Yhdistynyt kuningaskunta on valmistautunut ilmastonmuutokseen. Raportin mukaan ihmisten on alettava valmistautua nyt, koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo näkyvissä.

Keskimääräinen vuoden keskilämpötila on noussut noin vuodesta 1980 Keski-Englannissa yhdellä celsiusasteella, Skotlannissa ja Pohjois-Irlannissa 0,8 asteella. Kevät tulee nykyään 11 päivää aikaisemmin kuin 1970-luvulla. Muutos näkyy myös eläimissä. Esimerkiksi tiettyjen kalalajien esiintyminen on siirtynyt 30 vuodessa 50 – 400 kilometriä entistä pohjoisemmaksi. Nämä vaikutukset todennäköisesti lisääntyvät tulevaisuudessa ilmastonmuutoksen myötä yhä enemmän, samoin kuin äärimmäiset sääilmiöt, kuten tulvat, helleaallot ja kuivuus.

Ilmaston lämpenemisellä ennustetaan olevan Britannialle sekä negatiivisia että positiviisia vaikutuksia. Positiviisia puolia olisivat talvikuljetusten helpottuminen, talviaikaisten lämmityskulujen pienentyminen, kylmyyteen liittyvien sairauksien vähentyminen ja tiettyjen viljelykasvien sadon lisääntyminen.

Epävarmempia mutta silti mahdollisia positiivisia seikkoja olisivat maanviljelyksen ja puutarhanhoidon monipuolistuminen, matkailun lisääntyminen ja ulkoilun yleistyminen, mikä voisi parantaa ihmisten hyvinvointia.

Negatiivisia asioita ovat tulvat, eroosio, sadevesiviemäröintien mahdollinen riittämättömyys, talvimyrskyt, tiettyjen lajien elinympäristöjen tuhoutuminen, kesäisin vedenpuute ja jokien pienentynyt virtaama, lisääntyvä jäähdytetyn ilmastoinnin tarve, epämukava kuumuus rakennuksissa sekä terveysongelmat (kuumuuteen liittyvät sairaudet ja hengityselinten sairaudet). Tiettyjen viljelykasvien sato voi pienentyä kuumuuden ja kuivuuden sekä lisääntyvien kasvitautien ja tuhohyönteisten takia.

Ehkä kaikkein suurimmat riskit Britannialle tulevat kuitenkin muualta maapallolta, jossa satomäärät vähenevät kuumuuden ja kuivuuden seurauksena sekä tiheästi asutut rannikkoalueet voivat peittyä vedellä merenpinnan noustessa. Tämä kaikki aiheuttaa muutoksia kansainvälisessä kaupankäynnissä, raaka-aineiden saannissa, muuttoliikkeissä tai ilmastopakolaisuudessa ja poliittisessa ilmapiirissä.

Vaikutukset ulottuvat sekä talouteen (esimerkiksi tulvavahinkojen korjaamiseen kuluva rahamäärä), elämisen laatuun (esimerkiksi kuivuudesta kärsivien ihmisten määrä) että ympäristöön (esimerkiksi lajien kuoleminen).

Komitea tähdentää, ettei sopeutuminen ole ilmastonmuutoksen torjunnan vaihtoehto, vaan myös pyrkimykset vähentää päästöjä 80 % vuoden 1990 tasosta vuoteen 2050 mennessä ovat välttämättömiä.

Komitea toteaa, että hallitus on edistänyt ihmisten tietoisuutta ilmastonmuutoksesta, mutta hyvin harvoja konkreettisia toimia on toteutettu käytännössä. Painopisteenä pitäisikin nyt olla siirtyminen puheista tekoihin viidellä keskeisellä sektorilla:

1. Maankäytön suunnittelu: tulva-alueille rakentamisen välttäminen ja kaupunkien viheralueiden lisääminen (”vihreä infrastruktuuri”), jotta pintavedet saadaan tehokkaammin imeytettyä, kaupunkien lämpösaarekeilmiötä pystytään torjumaan ja ilmanlaatua voidaan parantaa.

2. Infrastruktuuri: suunniteltava infrastruktuuri eli kunnallistekniikka ja muut yhteiskunnan toiminnalle välttämättömät palvelut (voimalaitokset, autotiet, rautatiet, vesilaitokset, tulvaesteet) ilmastonmuutosta kestäviksi siten, että ne pystyvät selviytymään nousevista lämpötiloista, myrskyistä, tulvista, kuivuudesta ja ihmisten muuttuvista kulutustarpeista.

3. Rakennukset: asuntojen ja muiden rakennusten suunnittelu ja kunnostaminen siten, että ne kestävät nousevia lämpötiloja sekä kuivuutta tai tulvia.

4. Luonnonvarat: luonnonvaroja käytettävä kestävästi, esimerkiksi käytettävä vettä säästeliäämmin, perustettava ekologisia käytäviä (nauhamaisia metsäsuikaleita laajemmilta luonnonvaraisilta alueilta toisille, jotta lajit voivat sopeutua ja muuttaa ilmaston muuttuessa) ja tehtävä jokien sekä merten rannikoille tilaa nousevalle vedelle.

5. Kriisi- ja pelastussuunnittelu: hätäpalvelut sopeutettava selviämään paremmin luonnonkatastrofeista, esimerkiksi tulvista, mm. siten, että sääennusteiden avulla ennakoidaan äärimmäisiä sääilmiöitä ja turvataan vaarassa olevat ihmiset, esimerkiksi vanhukset, tulvien ja helleaaltojen aikana.

Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että sopeuttamistoimenpiteet voisivat puolittaa ilmastonmuutoksen aiheuttamat kustannukset. Lisäksi Yhdistynyt kuningaskunta tulee hyötymään uusista taloudellisista mahdollisuuksista, jos se aloittaa niiden suunnittelun nyt. Esimerkiksi pidentyvän kasvukauden ansiosta voi tulla mahdolliseksi kasvattaa paremmin eksoottisia kasveja, kuten aprikooseja, saksanpähkinöitä ja rypäleitä. Yritykset voisivat hyötyä kehittämällä tuotteita ja palveluita, joita tarvitaan muutettaessa vanhoja rakennuksia muuttuvaan ilmastoon soveltuviksi.

Komitean puheenjohtaja, lordi John Krebs:

”Yhdistyneen kuningaskunnan on aloitettava ilmastonmuutokseen valmistautuminen nyt. Jos odotamme, on liian myöhäistä. Välttämättä menoja ei tule lisää, mutta rahat on käytettävä järkevästi ja on lisättävä säästämistä. Jos toimimme oikein, voimme säästää rahaa lyhyellä aikavälillä ja välttää suuria lisäkustannuksia tulevaisuudessa. Nyt on aika siirtyä puheista tekoihin”.

Lähde:

John Krebs, Andrew Dlugolecki, Samuel Fankhauser, Jim Hall, Anne Johnson, Tim Palmer, Martin Parry, Graham Wynne, and Barbara Young: How well prepared is the UK for climate change?, First report of the Adaptation Sub-Committee, September 16, 2010 [koko raportti, lehdistötiedote].

”Troposfäärin kuumaa pistettä ei ole”

(Alkuperäinen teksti: John CookSkeptical Science)

Skeptinen argumentti…

IPCC vahvistaa, että tietokonemallinnus ennustaa trooppisen troposfäärin keskiosiin ”kuuman pisteen” noin 10 km maan pinnan yläpuolelle. Silti Hadley Centren radiosondihavainnoissa ennustettua ”kuumaa pistettä”, ihmisen toiminnan aiheuttaman kasvihuonelämpenemisen merkkiä, ei löydy (lähde: Christopher Monckton)

Mitä tiede sanoo…

Tropiikkia lukuunottamatta satelliittimittaukset täsmäävät mallien tuloksien kanssa. Tropiikin datassa on epävarmuuksia siinä, miten eri tutkimusryhmät korjaavat satelliittien ratamuutoksien vaikutuksia. Yhdysvaltain Climate Change Science Program on tehnyt johtopäätöksen, että eroavuus johtuu mitä todennäköisimmin virheistä mittausdatassa.

Lue koko teksti >>>

Ilmaston lämpeneminen vähentää arktisia hurrikaaneja

Tulevaisuudessa ilmastonmuutos saattaa vaikuttaa myös Grönlannin myrskyjen määrään. Kuva: Esko Pettay.

Uuden tutkimuksen mukaan ihmistoiminnan aiheuttama ilmaston lämpeneminen voi pudottaa arktisten hurrikaanien eli Pohjois-Atlantille talvisin iskevien voimakkaiden myrskyjen määrän puoleen vuoteen 2100 mennessä, mikä mahdollisesti auttaa hyödyntämään alueen öljyvaroja.

Arktinen hurrikaani eli polaarimatala syntyy kylmän arktisen ilman siirtyessä etelämmäksi lämpimän meren päälle. Polaarimatala esiintyykin tyypillisesti talvella jäättömillä arktisilla alueilla.

Uusimmassa Nature-lehdessä julkaistu tutkimus on ensimmäinen, jossa ilmastomallin avulla arvioitiin arktisten hurrikaanien esiintymisen todennäköisyyttä ilmaston lämmetessä. Tutkimuksen tekivät Matthias Zahn Readingin yliopistosta ja Hans von Storch Hampurin yliopiston Meteorologisesta instituutista. Usein ilmastonmuutos lisää sään ääri-ilmiöitä, mutta tämän tutkimuksen tulosten mukaan arktisen alueen äärimmäiset sääolosuhteet näyttäisivät pikemminkin vähenevän kuin lisääntyvän.

Jos kasvihuonekaasujen päästöt kasvavat tulevaisuudessa nopean skenaarion mukaisesti, arktisten hurrikaanien määrä voisi mallin mukaan vähentyä nykyisestä keskimäärin 36 vuotuisesta myrskystä noin 17 myrskyyn vuoteen 2100 mennessä. Jos päästöt kasvavat hieman hitaammin, arktisten hurrikaanien määrä voi pudota 23 talvimyrskyyn.

Arktisten hurrikaanien määrä vähenee, sillä ilmastonmuutos lämmittää troposfäärin (ilmakehän alin kerros) keskiosia Pohjois-Atlantin yllä nopeammin kuin valtamerta, mikä pienentää hurrikaanien syntyyn tarvittavaa lämpötilaeroa ja konvektio- eli kiertovirtausten muodostumista.

Tohtori Suzanne Gray Readingin yliopistosta arvioi, että napa-alueen myrskyjen harvinaistuminen voi vähentää myös Ison-Britannian lumimyrskyjen määrää.

Nämä tulokset saattavat rohkaista öljy- ja kaasuyhtiöitä, jotka nykyisin pitävät Pohjois-Atlantin pohjoisosaa liian riskialttiina paikkana. Koska hurrikaanien öljynporauslautoille aiheuttamien riskien todennäköisyys näyttäisi olevan aiemmin arvioitua pienempi, öljynporauksesta arktisella alueella voi tulla entistä houkuttelevampi vaihtoehto.

Tutkimustuloksia kommentoinut johtava tutkija Doug Parr Ison-Britannian Greenpeacesta on kuitenkin huolissaan siitä, että äärimmäiset sääolosuhteet ja jäävuoret saattavat vahingoittaa öljynporaustorneja ja aiheuttaa öljypäästöjä. Hän varoittaakin öljyteollisuutta tulkitsemasta tutkimustuloksia siten, että alue olisi turvallinen porausalue. Vaikka arktisten hurrikaanien määrä voi vähentyä, öljynporauksessa on myös lukuisia säähän liittymättömiä riskejä, joille arktisen alueen herkkää ekosysteemiä ei Parrin mukaan saisi altistaa.

Ilmastotutkija Erik Kolstad Bergenin yliopiston Bjerknes Centre for Climate Research -tutkimuslaitokselta lisää, että vaikka arktiset hurrikaanit voivat vähentyä joillakin alueilla, ne vain siirtyvät muille seuduille, joilla merijää on sulanut ja muodostanut uutta avomerta. Näitä alueita ovat Barentsinmeri, jolla venäläiset etsivät kaasua ja öljyä, pohjoinen meritie, jota pitkin varustamot toivovat voivansa matkustaa Aasiasta Eurooppaan, ja Beaufortinmeri, jolla kanadalaiset etsivät öljyä ja kaasua.

Lähteet:

Zahn M., and Storch, H.: Decreased frequency of North Atlantic polar lows associated with future climate warming, Nature, September 16, 2010, doi:10.1038/nature09388 [tiivistelmä].

Barley, S.: Global warming could cut number of Arctic hurricanes, study finds, Guardian, September 16, 2010 [koko uutinen].

%d bloggers like this: