Keinokastelun vaikutus maapallon ilmastoon

Keinokastelu lisääntyi 1900-luvulla. Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu kastelun lisääntymisen ilmastovaikutuksia koko maapallolla. 1900-luvun alkupuolella kastelu on aiheuttanut alueellista viilenemistä ja 1900-luvun loppupuolella viilentävä vaikutus on levinnyt laajemmalle, mutta mukaan on tullut myös lämmittävää vaikutusta lisääntyneen kosteuden aiheuttaman kasvihuoneilmiön takia. Kastelu vaikuttaa myös sateisuuteen.


Kastelun aiheuttamia lämpötilan muutoksia 1900-luvun lopussa joulu-helmikuussa (yllä) ja kesä-elokuussa (alla).

Keinokastelun voimakas lisääntyminen 1900-luvulla vaikutti merkittävästi maanpinnan energiatasapainoon ja veden kiertokulkuun. Aiemmissa tutkimuksissa on jo havaittu kastelun vaikuttavan voimakkaasti paikalliseen ilmastoon. Kastelu viilentää maanpintaa, koska haihtuminen lisääntyy ja sen mukana kulkeutuu lämpöä pois maanpinnalta. Kastelulla on myös muita ilmastovaikutuksia, kuten lisääntyneen haihtumisen aiheuttama pilvisyyden lisäys. Tällä on tutkimuksien mukaan jopa suurempi ilmastollinen vaikutus kuin haihtumisen suoralla viilentävällä vaikutuksella. Haihtumisen lisääntyminen myös lisää konvektiota ja sateisuutta.

Kastelu voi myös sopivalla alueella aiheuttaa epäsuorasti muutoksia jopa monsuuniin (aiheuttamalla muutoksia maan ja meren lämpötilaeroon) ja siihen liittyviin ilmastovaikutuksiin. Kastelun viilentävä vaikutus voi myös paikallisesti olla niin voimakas, että se piilottaa muiden ilmastoon vaikuttavien tekijöiden vaikutukset. Joissakin tapauksissa onkin ehdotettu, että kastelun viilentävä vaikutus on peittänyt menossa olevan ilmastonmuutoksen lämmittävän vaikutuksen joillakin alueilla. Tähän vaikuttaa myös se, että keinokastelu on lisääntynyt voimakkaasti 1950- ja 1960-lukujen jälkeen eli samaan aikaan kun myös ilmaston lämpeneminen on alkanut näkyä voimakkaasti. Kasteltu pinta-ala koko maapallolla oli 53 miljoonaa hehtaaria vuonna 1901, mutta vuonna 2002 se oli jo 285 miljoonaa hehtaaria.

Kastelun vaikutusta globaaliin ilmastoon on aiemmin tutkittu vain yhden ajanhetken tilanteen perusteella. Kastelun lisääntymisen vaikutusta ei ole tutkittu globaalisti. NASAn tutkijat (GISS eli Goddard Institute for Space Studies -yksiköstä) ovat nyt julkaisseet tällaisen tutkimuksen. He käyttivät ilmastomallia 1900-luvun ilmaston simuloimiseen, mutta he huomioivat simuloinnissa erityisesti havaintojen perusteella tunnetut keinokastelun ajalliset ja alueelliset muutokset. He simuloivat 1900-luvun ilmastoa kaksi kertaa niin, että toisessa simulaatiossa ei ollut keinokastelua (kontrollisimulaatio) ja toisessa simulaatiossa oli keinokastelu mukana (kastelusimulaatio). Keinokastelun vaikutus saadaan näiden kahden simulaation erotuksena.

1900-luvun alkupuolella keinokastelua harrastettiin eniten Aasiassa. Lisäksi Pohjois-Amerikassa ja Etelä-Euroopassa esiintyi jonkin verran keinokastelua. Vuosisadan loppupuolella kastelu oli lisääntynyt näillä samoilla alueilla ja se oli myös levinnyt laajemmalle. Esimerkiksi Euroopassa kastelu oli levinnyt myös pohjoisosiin.

Kastelun aiheuttama haihdunta oli vuosisadan alussa keskittynyt Intiaan. Vuosisadan loppupuolella haihdunta voimistui ja oli erityisen voimakasta läntisessä Aasiassa. Yleisesti ottaen nämä muutokset täsmäävät hyvin kastelun muutoksien kanssa.

Pilvisyyden erotus kontrolli- ja kastelusimulaatioissa ei ole suoraan yhdistettävissä keinokastelun muutoksiin, vaikka pilvipeitteen erot esiintyvätkin suurinpiirtein samoilla alueilla. Erot eivät kuitenkaan keskity samoille alueille kuin kastelu. Esimerkiksi vuosisadan alussa pilvisyyden erot eivät keinokastelun tapaan keskity Intiaan.

Kastelun aiheuttamat sateisuuden muutokset tapahtuvat siellä mihin voimakkaasti kasteltujen alueiden kosteus kulkeutuu ilmavirtojen mukana. Kastelun aiheuttama sateisuus on yleisesti lisääntynyt kastelun lisääntyessä.

Kastelun aiheuttamat lämpötilanmuutokset sopivat simulaatioissa alueellisesti hyvin kastelun muutoksiin. Kastelu on selvästi aiheuttanut alueellista viilentymistä. Kastelun aiheuttama viileneminen oli voimakkainta (2-3 celsiusastetta) Intiassa vuosisadan lopussa. Joillakin alueilla kastelusimulaatiossa oli lämpimämpää kuin kontrollisimulaatiossa. Suurin osa tästä johtuu kastelusta haihtuvan kosteuden aiheuttamasta kasvihuoneilmiön voimistumisesta maanpinnan lähellä. Lämpeneminen näkyy sellaisilla alueilla, joissa ei esiinny kastelun aiheuttamaa viilenemistä, mutta kastelun aiheuttama lisäkosteus on kulkeutunut lämminneille alueille ilmavirtausten mukana. Globaalisti kastelu viilentää keskimäärin noin 0,1 celsiusastetta.

Lähde: Puma, M. J., and B. I. Cook (2010), Effects of irrigation on global climate during the 20th century, J. Geophys. Res., 115, D16120, doi:10.1029/2010JD014122. [tiivistelmä, koko teksti, GISS:n tiedote]

Mainokset

Yksi vastaus to “Keinokastelun vaikutus maapallon ilmastoon”

  1. Ari Jokimäki Says:

    Kastelu viilentää ja sitten lämmittää Keski-Aasiassa

    Kastelun vaikutuksia paikalliseen ilmastoon on tutkittu uudessa Geophysical Research Letters -julkaisun artikkelissa. Tutkittu alue on Araljärven seutu Keski-Aasiassa. Tutkittu aikaväli oli 1900-luvun alkupuolelta 1900-luvun loppuun. Tällä aikavälillä kastelun lisääntyminen aiheutti noin −0.6 °C:n lämpötilanmuutoksen, eli se viilensi seutua hiukan. Kastelun lisääntyminen (Neuvostoliitossa 1960-luvulla tehtyjen massiivisten jokien uudelleenohjausten takia) kuitenkin kutisti Araljärveä, mistä seurasi haihtumisen vähentyminen. Tämä vuorostaan lämmitti seutua noin 0.5 °C.

    Lähde: Destouni, G., S. M. Asokan, and J. Jarsjö (2010), Inland hydro-climatic interaction: Effects of human water use on regional climate, Geophys. Res. Lett., 37, L18402, doi:10.1029/2010GL044153. [tiivistelmä]


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: