Ilmastonmuutoksen konkreettiset vaikutukset ihmisiin Euroopan eri alueilla 2080-luvulla

Vasta julkaistun tutkimuksen mukaan kotitalouksien vuotuinen taloudellinen hyvinvointi heikkenisi EU:n alueella 0,2-1 %, mikäli 2080-luvulle ennustettu ilmasto vaikuttaisi jo nyt. Tämä tarkoittaisi taloudellisen hyvinvoinnin kasvun pienentymistä 10-50 prosentilla. Jos hyvinvoinnin heikkenemisen oletetaan olevan ajan kuluessa samansuuruinen, ilmastonmuutos voi siis puolittaa EU:n vuotuisen hyvinvoinnin kasvun. Talouden haittavaikutukset ovat vieläkin suurempia, mikäli tarkasteluun otetaan suurempaa lämpenemistä ja merenpinnan nousua ennustava skenaario. Tulokset kuitenkin osoittavat, että Euroopan eri alueilla on suuria eroja. Etelä-Eurooppa, Brittein saaret ja Keski-Eurooppa näyttävät olevan kaikkein herkimpiä ilmaston muutokselle. Toisaalta Suomi ja muu Pohjois-Eurooppa on ainoa alue, jolle ilmastonmuutoksesta on taloudellisesti ajatellen nettohyötyä, mikä johtuu pääasiassa myönteisistä vaikutuksista maatalouteen. Tuloksia tulkittaessa on huomattava, ettei tutkimus pidä sisällään läheskään kaikkia ilmastonmuutoksen seurannaisvaikutuksia. Tutkimuksen tekijät sanovatkin tämän tutkimuksen ehkä aliarvioivan ilmastonmuutoksen vaikutuksia EU:n talouteen.

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia matkailuun, merten rannikoiden tulviin, jokien tulviin ja maatalouteen Euroopan eri alueilla. Kuva Kroatiasta, josta on vasta tulossa EU:n jäsenvaltio. Kuvaaja Jari Kolehmainen.

Määrälliset arviot ilmastonmuutoksen aiheuttamista taloudellisista vahingoista perustuvat yleensä siihen, kuinka lämpötilan muuttuminen vaikuttaa bruttokansantuotteeseen (BKT). On kuitenkin olemassa selkeä tarve tarkempaan alueelliseen ja alakohtaiseen vaikutusarviointiin, jotta sopeutumisstrategioita voidaan suunnitella ja priorisoida. Euroopan ilmaston alueellisen muutoksen ja sen fysikaalisten vaikutusten entistä parempi mallintaminen mahdollistaa vaikutusten suuruusluokan selvittämisen.

Uudessa tutkimuksessa esitetään yksityiskohtainen, alueellinen ja kokonaisvaltainen arvio ilmastonmuutoksen fysikaalisista ja taloudellisista vaikutuksista Euroopassa. Tutkimus tarkastelee ilmastonmuutoksen mahdollisten seurausten suuruusluokkaa Euroopassa viidestä eri näkökulmasta: maatalous, jokien tulviminen, rannikkoalueet, matkailu ja ihmisten terveys. Rannikot, maatalous ja jokien tulvat näyttävät olevan tärkeimmät arvioiduista talousvaikutuksista.

Tässä tutkimuksessa EU on jaettu tulkinnan helpottamiseksi viiteen alueeseen: Pohjois-Eurooppa (Latvia, Liettua, Ruotsi, Suomi, Viro), Brittein saaret (Irlanti, Iso-Britannia), Keski-Euroopan pohjoisosat (Alankomaat, Belgia, Puola, Saksa), Keski-Euroopan eteläosat (Itävalta, Ranska, Romania, Slovakia, Slovenia, Tsekki, Unkari) ja Etelä-Eurooppa (Bulgaria, Espanja, Italia, Kreikka, Portugali). Tarkastelussa ovat mukana kaikki muut EU-maat paitsi Kypros, Luxemburg ja Malta. Pohjois-Eurooppa kattaa vain 6 % EU:n bruttokansantuotteesta, kukin muu alue 18-32 %.

Sopeutumisesta on tulossa keskeinen kysymys kansainvälisissä ilmastopolitiikan neuvotteluissa. Joulukuussa 2009 Kööpenhaminassa säädettiin, että vuoteen 2020 mennessä kehittyneiden maiden on annettava sata miljardia Yhdysvaltojen dollaria vuodessa kehitysmaiden tarpeisiin, mukaan lukien sopeutumista auttava rahoitus. Itse asiassa jopa kunnianhimoisia ilmastonmuutoksen hillitsemistavoitteita (esimerkiksi lämpenemisen rajoittaminen kahteen asteeseen) on täydennettävä sopeutumisstrategioilla, joilla voidaan vastata jäljellä jäävään lämpenemisen.

Euroopassa valmistellaan yhteistä ilmastonmuutokseen sopeutumisen strategiaa alkaen vuodesta 2013. Yksi sen keskeisiä oletuksia on se, että ilmastonmuutoksella on vielä paljon tuntemattomia vaikutuksia sekä Euroopan talouteen kokonaisuudessaan että myös talouden eri sektoreihin ja eri maantieteellisiin alueisiin.

Ilmastonmuutoksen taloudellisten vaikutusten arviointi on oleellisen tärkeää, jotta on mahdollista perustella ilmaston lämpenemistä estäviä toimenpiteitä ja minimoida haitallisia seurauksia. Pitkäaikaisten vaikutusten arviointi on kuitenkin erittäin monimutkainen kysymys sekä puuttuvien menetelmien että tietojen takia. Tästä syystä arvioinnissa on otettava huomioon monia virhelähteitä, jotka liittyvät tulevan ilmastonmuutoksen, väestörakenteen, taloudellisen kehityksen ja teknologisen muutoksen ennustamiseen.

Useimmat tutkimukset ovat keskittyneet ilmastonmuutoksen vahinkojen arviointiin yhdistämällä ilmastonmuutos taloudellisiin vaikutuksiin (yleensä maapallon keskilämpötila ja bruttokansantuote). Kuitenkin tällainen lähestymistapa on epätyydyttävä monista syistä. Arviot ovat usein olleet peräisin eri tutkimusjulkaisuista ja siten mahdollisesti ristiriitaisista ilmastoskenaarioista. Usein tutkimuksista on puuttunut myös riittävä maantieteellinen tarkkuus, jotta vaikutuksia ja sopeutumiskeinoja voisi arvioida riittävän hyvin. Lisäksi tarkasteluissa on usein käytetty vain keskilämpötilan sekä sademäärän muutoksia ja jätetty pois muut tekijät.

Tässä uudessa tutkimuksessa tehdyssä mallinnuksessa verrattiin ilmastonmuutoksen tulevia (ennustettu ilmasto 2080-luvulla) talousvaikutuksia nykyiseen (tarkemmin sanottuna vuoden 2010) talouteen. Tällainen kvasistaattinen (staattisena tarkasteltava, tarkastellaan muutosta muuten muuttumattomassa tilanteessa) analyysi siis vastaa tilannetta, joka 2080-luvun ilmastolla olisi nykypäivän talouteen. Toinen vaihtoehto olisi ollut mallintaa tulevaisuuden ilmaston vaikutuksia tulevaisuuden talouteen. Valitussa kvasistaattisessa analyysissä ei kuitenkaan tarvinnut tehdä oletuksia talouden kehityksestä seuraavien kahdeksan vuosikymmenen aikana, mikä vähensi tarvittavien oletusten määrää. Näin myös tulosten tulkinta on yksinkertaisempaa.

Skenaarioissa käytettiin kahta IPCC:n skenaariota: korkeapäästöinen A2 (hiilidioksidipitoisuus 709 ppm eli miljoonasosaa tämän vuosisadan loppuun mennessä) ja vähempipäästöinen B2 (hiilidioksidipitoisuus 560 ppm tämän vuosisadan loppuun mennessä). Skenaarioiden mukaan keskilämpötila nousee Euroopassa 2,5 – 5,4 celsiusastetta. Nämä luvut riippuvat valitusta kasvihuonekaasupäästöjen skenaariosta ja ilmastomallista.

Lämpötila Euroopan alueella voi nousta eri malleissa 2,5 celsiusastetta (B2 HadAM3-HIRHAM), 3,9 celsiusastetta (A2 HadAM3-HIRHAM), 4,1 celsiusastetta (B2 ECHAM4-RCAO) tai 5,4 celsiusastetta (A2 ECHAM4-RCAO). Euroopan alueista Pohjois-Eurooppa lämpenee eniten 2,5 ja 3,9 celsiusasteen skenaarioissa, eteläinen Keski-Eurooppa ja Etelä-Eurooppa taas 4,1 ja 5,4 asteen skenaarioissa. Lämpötilan nousu on vähäisintä Brittein saarilla kaikissa skenaarioissa. Maapallon keskilämpötila nousee skenaarioiden mukaan 2,3 – 3,1 celsiusastetta. Yksi A2-simuloinneista osoittaa pienempää lämpenemistä kuin yksi B2-simulaatioista. Tarkastelussa on pidettävä mielessä, että mallin ennusteissa alueellinen ilmastonmuutos Euroopassa on usein suurempi kuin ilmastonmuutos maapallolla keskimäärin.

Eri lämpötilaskenaarioiden ja eri ilmastomallien ennusteet Euroopan eri alueille. Tietojen lähde Ciscar et al. 2011.

Alueellinen sadantakuvio on samanlainen kaikissa skenaarioissa. Eteläisessä Keski-Euroopassa ja Etelä-Euroopassa sadanta vähenisi verrattuna vertailujaksoon 1961-1990 , kun taas useimmilla muilla EU-alueilla sademäärä kasvaisi kaikissa skenaarioissa, mutta vuodenaikojen välillä olisi suuria eroja.

IPCC:n keräämien tietojen mukaan epävarmuus merenpinnan nousun vaihteluvälistä on laaja. Koska viime aikoina on saatu todisteita ennakoitua nopeammasta merenpinnan noususta, tutkimuksessa tarkastellaan voimakasta nousuennustetta. Tämä johtaa maailmanlaajuiseen merenpinnan 49-59 senttimetrin nousuun vuosisadan loppuun mennessä. Tutkimuksessa selvitettiin myös merenpinnan 88 senttimetrin nousuennustetta osana 5,4 celsiusasteen lämpenemisskenaariota.

Maatalous

Koska tuottavuus ja sadon laatu sekä veden tarve riippuvat suoraan paikallisista ilmastotekijöistä ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuudesta, maatalous on erityisen alttiina ilmastonmuutokselle. Maatalous on tärkein maankäyttömuoto sekä veden kuluttaja ja edelleen tärkeä taloudellinen tekijä monilla Euroopan maaseutualueilla. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että ilmastonmuutos lisää maatalouteen tuottavuuden eroja Euroopan eri alueilla.

Tässä tutkimuksessa todettiin, että vuotta 2080 vastaavalla ilmastolla olisi varsin dramaattinen alueellinen vaikutus maatalouteen ja vakava vaikutus koko alueelliseen tuotantoon. Vuoden 2080 skenaariossa alhainen lämpeneminen voi johtaa pieniin muutoksiin EU:n satomäärissä, kun taas 5,4 asteen skenaario saattaa heikentää satoa 10 %.

Kaikki skenaariot osoittavat suuria alueellisia eroja ilmastonmuutoksen vaikutuksista maatalouteen. Etelä-Eurooppa kärsisi satotappioita, jotka voisivat 5,4 asteen skenaariossa olla suhteellisen korkeita, noin 25 %. Keski-Euroopan alueilla seuraisi maltillisia muutoksia satomäärissä. Kaikissa skenaarioissa Pohjois-Eurooppa saisi entistä suurempia satomääriä. Vähäisemmässä määrin myös Brittein saarille olisi hyötyä 4,1 asteen ja 5,4 asteen skenaarioissa. Nämä positiiviset vaikutukset johtuvat kasvukauden pidentymisestä. Tietyt maat (esimerkiksi Irlanti, Belgia, Saksa, Ranska ja Alankomaat) voivat kärsiä, jos lannoitteiden käyttöä maataloudessa rajoitetaan.

Jokien tulvat

Jokien tulviminen on yleisin luonnonkatastrofi Euroopassa. Suuria taloudellisia tappioita aiheuttavat suorat vahingot infrastruktuurille, omaisuudelle ja maatalousmaalle. Välillisiä tappioita seuraa sekä tulva-alueilla että niiden ulkopuolella. Tulvien aiheuttamat tappiot ovat lisääntyneet nopeasti viime vuosikymmeninä. Todettu tulvavahinkojen kasvu johtuu kuitenkin ihmisten toimintaan liittyvistä tekijöistä. Maailmanlaajuisen lämpenemisen odotetaan yleisesti kasvattavan äärimmäisten sadeilmiöiden suuruutta ja taajuutta. Tämä voi johtaa entistä suurempiin ja toistuvampiin jokien tulviin.

Tässä tutkimuksessa ei otettu huomioon muutoksia tulva-alttiilla alueella olevan omaisuuden arvossa tai ihmismäärässä eikä myöskään mahdollisia suojautumistoimenpiteitä. Näin päästiin tarkastelemaan vain ilmastonmuutoksen vaikutusta.

Jokien tulville altistuisi tutkimuksen mukaan 2080-luvulla vuosittain 250 000 – 400 000 eurooppalaista nykyistä enemmän. Tulvien suorat kustannukset lisääntyisivät 7,7 – 15 miljardia euroa. Keskimääräiset vuosittaiset vahingot yli kaksinkertaistuisivat vertailukauteen 1961-1990 verrattuna.

Mitä korkeammaksi keskilämpötila nousee, sitä suurempi on ennustettu kasvu tulville altistuvien ihmisten ja tulvavahinkojen määrässä. Alueelliset erot ovat kuitenkin erittäin isot. Suurin riski on suuressa osassa Länsi-Eurooppaa, Brittein saarilla ja Keski-Euroopassa. Sen sijaan tulvavahinkojen ennustetaan vähentyvän Euroopan koillisosissa, koska keväiset lumien sulamisesta aiheutuvat tulvat vähentyvät.

Rannikot

Rannikkoalueille on keskittynyt paljon omaisuutta ja väestöä. Rannikoilla kaupungistuminen ja väestönkasvu vain kiihtyvät jatkuvasti. Merenpinnan nousu on välitön uhka infrastruktuurille, asutukselle ja rannikkoekosysteemeille.

Vuonna 1995 meren tulvimiselle altistui Euroopassa arviolta 36 000 ihmistä. Ilman sopeutumiskeinoja vuosittain tulville altistuvien ihmisten määrä kasvaa vuoteen 2080 mennessä merkittävästi kaikissa skenaarioissa ja vaihtelee 775 000 ihmisestä 5,5 miljoonaan ihmiseen. Brittein saarilla, Keski-Euroopan pohjoisosissa ja Etelä-Euroopassa on eniten merenrantatulville alttiita alueita.

Taloudellisia kustannuksia aiheutuu myös ihmisille, jotka voivat joutua muuttamaan ranta-alueiden tuhoutumisen (ranta-alueen peittyminen mereen ja eroosio) seurauksena. Nämä kustannukset lisääntyvät huomattavasti ajan myötä, mikäli merenpinta nousee paljon, ja mikäli sopeutumista ei aloiteta. Sopeutumistoimenpiteillä (padot ja rantojen hoito) rannikkotulville altistuvien ihmisten määrää ja rahallisia vahinkoja on kuitenkin mahdollista vähentää huomattavasti.

Matkailu

Turismi on Euroopassa tärkeä taloudellinen tekijä. Joka kuudes turisti maapallolla matkustaa Pohjois-Euroopasta Etelä-Eurooppaan. Ilmastonmuutos voi vaikuttaa merkittävästi matkailuvirtoihin Euroopassa, mikä puolestaan aiheuttaa muutoksia sekä kohdevalikoimassa että matkailusesongeissa.

Kaikki lämpötilaskenaariot antavat viitteitä siitä, että keväisin matkailu voisi laajentua entistä pohjoisemmaksi. Nykyään Espanjassa vallitseva matkailulle ihanteellinen kevätsää näyttäisi laajentuvan useimmille Välimeren rannikkoalueille 2080-luvulla. Myös syksyn muutokset ovat verrattavissa kevääseen. Kesälläkin ihanteellinen matkailualue laajentuu kohti pohjoista, mutta tämä tapahtuu eteläisten alueiden kustannuksella.

Etelä-Eurooppa, missä nykyisin on yli puolet EU:n koko majoituspalveluiden kapasiteetista, voisi olla ainoa alue, jossa yöpymisvuorokaudet vähenevät 1-4 % riippuen käytetystä ilmastoskenaariosta. Muualla Euroopassa yöpymisvuorokausien ennustetaan lisääntyvän 15-25 % kahdessa lämpimimmässä skenaariossa.

Kaikissa ilmastoskenaarioissa matkailulle olisi EU:n laajuisesti suhteellisen pieni, 4-18 miljardin euron positiivinen vaikutus. Keskeinen oletus tässä on se, että matkailujärjestelmä kykenee joustavasti vastaamaan ilmastonmuutokseen. Tämä tarkoittaa sitä, että ilmastonmuutos voi vaikuttaa kokonaiskysyntään, ja että turistivirtojen kausittainen jakautuminen määräytyy ilmastotekijöiden perusteella. Kuitenkin on mahdollista, että yhteiskunnalliset säännökset (esimerkiksi koulujen loma-ajat) voivat estää vuodenaikojen mukaisia matkailuvirtojen muutoksia. Tässä tapauksessa tulokset voivat olla aivan erilaiset. Tällöin esimerkiksi Etelä-Eurooppa ei ehkä pysty kompensoimaan kesän tappioita muina vuodenaikoina saatavilla tuloilla.

Ihmisten terveys

Ilmastonmuutos on monimutkaisesti sidoksissa ihmisten terveyteen. Ilmastolla on suoria vaikutuksia, kuten lämpötiloihin liittyvät sairaudet ja kuolemantapaukset sekä äärimmäisten sääilmiöiden aiheuttamat terveysvaikutukset. Ilmastolla on myös välillisiä terveysvaikutuksia: vesihuollon ongelmat, ruokamyrkytysepidemiat , taudinaiheuttajien leviäminen ja ruoka- sekä vesipula.

Lämpötilan ja kuolleisuuden välillä on suora riippuvuus, joka vaihtelee ilmastoalueen ja maantieteellisen sijainnin mukaan. Korkea lämpötila lisää esimerkiksi lämpöhalvauksia ja kuolleisuutta sydän- ja verisuonitauteihin. Kuitenkin lämpötilan nousu vähentää talviaikaisia kuolemia. Kuolleisuus kasvaa siis sekä kuumassa että kylmässä tiettyjen kynnysarvojen jälkeen.

Ilmaston vaikutus terveyteen 2080-luvulla riippuu sopeutumistoimenpiteistä ja akklimatisaatiosta (elimistön fysiologinen sopeutuminen muuttuviin olosuhteisiin). Ilman akklimatisaatiota kuumuus aiheuttaa tutkimuksen mukaan vuosittain 60 000 – 165 000 kuolemantapausta nykyistä enemmän. Fysiologiset ja käyttäytymiseen liittyvät muutokset ilmaston lämmetessä voivat kuitenkin merkittävästi vähentää arvioitua kuolemantapausten lisääntymistä.

Kylmyyteen liittyvä kuolevuus voi vähentyä vuosittain 60 000 – 250 000 tapauksella. Yhteenlaskettuina kylmään liittyvän kuolleisuuden vähentyminen voi olla merkittävämpää kuin kuumuuteen liittyvä kuolleisuuden lisääntyminen. Tämä tulos voidaan selittää sillä, että nykytilanteessa Euroopassa kuolevuus on suurempaa talvella kuin kesällä.

Yhteenveto ilmastonmuutoksen talousvaikutuksista Euroopassa

Eri lämpötilaskenaarioissa ja eri ilmastomalleissa 2080-luvulle ennustetun ilmaston vaikutukset, mikäli sellainen ilmasto vallitsisi Euroopassa nyt. Tietojen lähde Ciscar et al. 2011.

Jos 2080-luvun ilmasto vaikuttaisi Euroopassa jo nyt, EU:n vuotuiset BKT-tappiot olisivat 20 miljardista eurosta (2,5 asteen skenaario) 65 miljardiin euroon (5,4 asteen skenaario), mikäli merenpinta on noussut korkealle. Kuitenkin bruttokansantuotteen avulla ilmaistu menetys aliarvioi todelliset tappiot. Esimerkiksi tulvien rakennuksille aiheuttamien vahinkojen korjaaminen lisää taloudellista toimintaa ja siis kasvattaa bruttokansantuotetta. Kuluttajien hyvinvointia tämä ei kuitenkaan paranna. Yhteenlaskettuna maatalouden, jokitulvien, rannikoiden ja matkailun muutosten seurauksena EU:n taloudellisen hyvinvointi pienentyisi vuosittain minimissään 0,2 % (2,5 asteen skenaario) ja maksimissaan 1 % (5,4 asteen skenaario ja merenpinnan nousu 88 cm).

Pitkäaikainen, todellisuudessa havaittu EU:n vuosittainen hyvinvoinnin kasvu on ollut noin 2 %. Mikäli vuotuinen tappio on vakio ajan kuluessa, ilmastonmuutos vähentäisi pelkästään näiden neljän tarkastellun osa-alueen seurauksena vuotuista hyvinvoinnin kasvua 0,2-1 %-yksikköä eli 10-50 %. EU:n yhteenlasketut taloudelliset vaikutukset kuitenkin piilottavat eri alueiden, eri ilmastoskenaarioiden ja eri tarkastelukohteiden suuret erot. Kaikissa lämpötilaskenaarioissa useimmille alueille aiheutuu hyvinvoinnin menetyksiä. Poikkeuksena on Pohjois-Eurooppa, jossa taloudellisen hyvinvoinnin lisääntyminen voi olla 0,5-0,8 % vuodessa. Tämä johtuu suurelta osin lisääntyvistä maataloustuotteiden sadoista. Vakavimmin ilmastonmuutos vaikuttaisi Etelä-Eurooppaan, jossa vuotuinen hyvinvoinnin menetys olisi 5,4 asteen skenaariossa noin 1,4 %.

Tarkasteltaessa 2,5 asteen skenaariota ilmastonmuutoksen kustannukset ovat paljon suuremmat maatalouden menetysten, jokitulvien ja rannikoiden ongelmien kuin matkailun muutosten takia. Brittein saaret, pohjoinen Keski-Eurooppa ja Etelä-Eurooppa näyttävät olevan ilmastonmuutokselle kaikkein herkimpiä alueita. Lisäksi siirryttäessä 2,5 asteen skenaariosta 3,9 asteen skenaarioon sekä maatalouden, jokitulvien että rannikoiden tilanne vain pahenee lähes kaikilla alueilla. Pohjois-Euroopan alueella näitä negatiivisia vaikutuksia tasapainottaa maatalouden menestyminen ilmaston lämmetessä.

Koko EU:n alueella 5,4 asteen skenaario johtaisi vuotuiseen 0,7 %:n hyvinvointitappioon. Negatiiviset vaikutukset olisivat yhä voimakkaampia kaikilla aloilla ja kaikilla alueilla. Ilmastonmuutoksen vaikutus Euroopassa keskimäärin on kaikkein voimakkain maatalouteen, samoin kuin on todettu Yhdysvalloissakin. Etelä-Euroopan ja eteläisen Keski-Euroopan vahinkoja ei kompensoi edes maatalouden parempi menestyminen Pohjois-Euroopassa. Myös jokien tulvimisen vaikutus tulee yhä voimakkaammin näkyviin 5,4 asteen skenaariossa erityisesti Brittein saarilla ja Keski-Euroopassa. Korkean merenpinnan (+88 cm) ja 5,4 asteen skenaarion yhdistelmä johtaisi 1 %:n vuotuiseen hyvinvointitappioon EU:ssa. Erityisen merkittäväksi tekijäksi nousisivat rannikot varsinkin Brittein saarilla.

Tuloksia tulkittaessa on huomattava, ettei tutkimus pidä sisällään kaikkia ilmastonmuutoksen seurannaisvaikutuksia. Tutkimuksen tekijät sanovatkin tämän tutkimuksen ehkä aliarvioivan ilmastonmuutoksen vaikutuksia EU:n talouteen. Esimerkiksi mahdollisesti merkittäviä vaikutuksia metsätalouteen, liikenteeseen, energiantuotantoon, muuttoliikkeisiin ja luonnon monimuotoisuuden vähenemiseen ei ole otettu huomioon. Myöskään äärimmäisten sääilmiöiden (helleaallot, myrskyt, kuivuudet) seurauksia ei ole selvitetty suoraan ja seikkaperäisesti. Tarkastelun ulkopuolelle on jätetty myös pienellä todennäköisyydellä tapahtuvat mutta suuresti vaikuttavat ilmiöt, esimerkiksi mahdollinen termohaliinikierron loppuminen tai hidastuminen. Lisäksi tutkimus kattaa lähinnä vain rahalla mitattavia seurauksia.

Lähde: Juan-Carlos Ciscar, Ana Iglesias, Luc Feyen, László Szabó, Denise Van Regemorter, Bas Amelung, Robert Nicholls, Paul Watkiss, Ole B. Christensen, Rutger Dankers, Luis Garrote, Clare M. Goodess, Alistair Hunt, Alvaro Moreno, Julie Richards, and Antonio Soria: Physical and economic consequences of climate change in Europe, PNAS, January 31, 2011, Published online before print, doi: 10.1073/pnas.1011612108 [tiivistelmä, koko artikkeli (PDF), lisämateriaali (PDF)].

Samasta aihepiiristä aiemmin julkaistuja tekstejä:

Millä ilmastoalueilla ilmaston lämpeneminen aiheuttaa vesipulaa?

Britannia siirtymässä sanoista tekoihin: Ilmastonmuutokseen sopeutuminen aloitetaan

CO2-raportti, kysy ilmastonmuutoksesta: Ilmastonmuutoksen vaikutukset Suomessa

Antarktiksen jäätiköiden menneisyyden tutkimuksia

Kahdessa uudessa tutkimuksessa valotetaan Antarktiksen jäätiköiden menneisyyttä. Toisen tutkimuksen mukaan Länsi-Antarktiksen jäätikkö on luultavasti pysynyt koossa ainakin 200 000 vuotta ja toisen tutkimuksen mukaan Antarktiksen niemimaalla ei todennäköisesti ollut kasvillisuutta plioseenikaudella ainakaan merkittävässä määrin. Tutkimustulokset saattavat myös auttaa Antarktiksen tulevaisuuden arvioinnissa.

Fogwill ja muut ovat tutkineet Länsi-Antarktiksen jäätiköltä (West Antarctic Ice Sheet, WAIS) jäämoreenin ikämäärityksiä. Jäämoreenien iän perusteella moreeni ja siihen liittyvä jäätikön pinta ovat pysyneet paikallaan jäätikön läpi pistävän vuorenhuipun kyljessä ainakin edellisen jääkauden ja sitä edeltäneen lämpimän jakson ajan. Tämä viittaa siihen, että Länsi-Antarktiksen jäätikön keskikupu on pysynyt koossa ainakin 200 000 vuotta ja ehkä jopa 400 000 vuotta, vaikka jäätikkö on kokenut paksuusvaihteluita.

Jos tämä havainto saa vahvistuksen, se parantaa nykyistä tietoutta Länsi-Antarktiksen jäätikön herkkyydestä ilmaston muutoksille. Se myös auttaisi tarkentamaan ilmastomallien ennustuksia jäätikön tulevaisuudesta.

Salzmann ja muut ovat tutkineet plioseenin aikaisia todisteita Antarktiksen eliölajeista. Erityisesti heitä kiinnosti kasvillisuuden mahdollinen läsnäolo Antarktiksella tuohon aikaan. Kasvillisuuden läsnäolo Antarktiksella lämpiminä ja suurien kasvihuonekaasupitoisuuksien aikakausina on merkittävä kysymys Antarktiksen jäätiköiden vakauden tutkimuksen kannalta.

Tutkimuksessa etsittiin Antarktiksen niemimaan James Rossin saaren sedimenttien diamiktiitista kasvien siitepölyn ja panssarilevien itiöiden kertymiä. Diamiktiitin ikä määritettiin argon- ja strontium- menetelmillä aineksen seasta löytyneistä simpukankuorista ja laavakivestä. Sedimenteistä löytyneiden hyvin säilyneiden simpukankuorien perusteella sedimentit olivat todennäköisesti muodostuneet plioseenin lämpimämmässä vaiheessa jääkausien välissä ja olivat sitten yhdistyneet diamiktiitiksi jääkauden alkaessa ja jäätikön vallatessa alueen.

Sedimenttien analyysissä ei löytynyt yhtään kasvien siitepölyä tai itiöitä, mitkä viittaisivat kasvillisuuden läsnäoloon. Sedimenteistä löytyneen eliöstön perusteella myöhäisellä neogeenikaudella alueen ilmasto on saattanut olla suunnilleen nykyisen kaltainen, mutta joidenkin jääkausien välisenä aikana meren pintalämpötila on saattanut olla selvästi lämpimämpi.

Kasvien siitepölyn ja itiöiden puuttumista tutkituista sedimenteistä ei voida pitää todisteena siitä, ettei alueella ole ollut kasvillisuutta. Tutkimuksessa esitettyjen muiden geologisten ja eliöstöön liittyvien todisteiden valossa kasvillisuuden puuttuminen alueelta plioseenin aikana on kuitenkin todennäköistä. Tämä johtopäätös sopii aiempien tutkimuksien antamaan tietoon Antarktiksen niemimaan pysyvästä jääpeitteestä koko myöhäisen neogeenikauden aikana.

Lähteet:

Christopher J. Fogwill, Andrew S. Hein, Michael J. Bentley, and David E. Sugden, 2011, Do blue-ice moraines in the Heritage Range show the West Antarctic ice sheet survived the last interglacial?, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, doi:10.1016/j.palaeo.2011.01.027. [tiivistelmä]

Ulrich Salzmann, James B. Riding, Anna E. Nelson, and John L. Smellie, 2011, How likely was a green Antarctic Peninsula during warm Pliocene interglacials? A critical reassessment based on new palynofloras from James Ross Island, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, doi:10.1016/j.palaeo.2011.01.028. [tiivistelmä]

Syvän meren lämpölaajeneminen – puuttuva palapelin osa merenpinnan nousussa

Mitattu merenpinnan nousu on ollut toistaiseksi vaikea selittää kokonaan. Havaintojen perusteella tiedetään, että osa noususta johtuu merten pintaosien lämpölaajenemisesta ja osa johtuu jäätiköiden sulamisvesien lisätessä merten vesimassaa. Osa jää kuitenkin selittämättä. Uuden tutkimuksen mukaan selitys löytyy syvän meren lämpölaajenemisesta. Lämpeneminen ei ole syvässä meressä erityisen voimakasta, mutta syvän meren suuren tilavuuden takia pienikin lämpeneminen nostaa meren pintaa huomattavasti.


Syvän meren lämpölaajeneminen.

Merenpinnan nousu on asia, johon ilmastonmuutoksen yhteydessä on kiinnitetty kovasti huomiota, koska se saattaa uhata maailman matalilla alueilla asuvaa väestöä tulevaisuudessa. Satelliittimittausten mukaan vuoden 1993 jälkeen maapallon keskimääräinen merenpinta on noussut hieman yli kolme millimetriä vuodessa.

Teoriassa merenpinnan nousu pitäisi olla selitettävissä meren lämpenemisen aiheuttamalla meriveden lämpölaajenemisella ja maailman jäävarantojen sulamisesta aiheutuvalla juoksevan veden määrän lisäyksellä. Meren yläosien (0 – 700 metriä pinnasta) lämpölaajeneminen on arvioitavissa meren lämpöprofiilin mittauksista, jotka tehdään tähän tarkoitukseen suunniteltujen mittauspoijujen avulla. Näistä mittauksista arvioitu merenpinnan nousu on vuoden 1993 jälkeen noin 1,2 millimetriä vuodessa.

Satelliitin avulla tehtävien painovoimamittauksien perusteella maailman merien vesimassan lisäys on aiheuttanut vuotuisen 0,85 millimetrin merenpinnan nousun vuoden 2002 jälkeen. Satelliittien avulla tehtävien painovoimamittauksien perusteella arvioitu vesimassan lisäyksen aiheuttaman merenpinnan nousun ja meren lämpölaajenemisen aiheuttaman merenpinnan nousun summan tulisi täsmätä satelliiteista mitattuun merenpinnan nousuun. Edellä esitetyt luvut eivät täsmää (1,2 mm/vuosi + 0,85 mm/vuosi = 2,05 mm/vuosi, kun merenpinnan nousuksi on mitattu noin 3,1 mm/vuosi). Aiemmissa tutkimuksissa on kuitenkin saatu nämä melko lähelle toisiaan, kun huomioidaan mittausvirheet ja muut epävarmuudet.

Aiemmista tutkimuksista ja edellä esitetyistä mittaustuloksista kuitenkin puuttuu syvän meren tilanne. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on havaittu, että merien syvät osat lämpenevät. Lisäksi on saatu uutta tietoa, jonka perusteella aiemmat käsitykset lämmön hitaasta kulkeutumisesta syvään mereen saattavat osoittautua vääräksi. Onkin mahdollista, että lämmön kulkeutuminen syvään mereen saattaa tapahtua vuosikymmenien aikaskaalalla, kun aiemmin on oletettu sen tapahtuvan vuosisatojen aikaskaalassa.

Syvän meren lämpötilojen havainnot ovat kuitenkin olleet toistaiseksi liian vähäisiä, jotta niiden avulla voitaisiin kunnolla arvioida vaikutusta merenpinnan nousuun. Lisäksi alueellisiin merien lämpösisältöihin ja merenpinnan muutoksiin on toistaiseksi kiinnitetty vähemmän huomiota, vaikka joillakin alueilla merenpinnan taso saattaa poiketa jopa muutamia desimetrejä maailman merien keskimääräisestä pinnasta.

Merimallit ovat olleet tärkeä työkalu merenpinnan muutoksien ja merien lämpösisällön määrittelyssä. Useimmissa merimalleissa kuitenkin pidetään meren tilavuus vakiona, jolloin ne eivät pysty simuloimaan lämpenemisen aiheuttamaa lämpölaajenemista ilman tähän tarkoitukseen kehitettyä korjausta (Boussinesq-korjaus). Kyseinen korjaus tehdään kuitenkin kaikkialla samalla tavalla, joten korjauksenkaan jälkeen mallit eivät välttämättä anna oikeaa tulosta paikallisesti, vaikka tulos globaalisti olisikin hyvä.

Uudessa tutkimuksessa on pyritty parantamaan merenpinnan paikallisia arvioita. Tutkimuksessa käytettiin satelliiteista mitattuja merenpinnan muutoksia, satelliiteilla tehtyjä painovoimamittauksia ja merien pintaosien (0 – 700 m) lämpölaajenemisen mittauksia. Käytetyt mittaukset arvioitiin huolellisesti, koska mittausten tarkka tuntemus auttaa arvioimaan mallien ongelmia. Lisäksi tehtiin mallisimulaatioita, joissa ei käytetty Boussinesq-korjausta, eikä myöskään oletettu meren tilavuutta vakioksi.

Painovoimamittaukset ovat peräisin GRACE-satelliitista, mutta mittauksiin on tehty joitakin korjauksia. GRACEn mittausdatan perusteella tehtyihin merien massan määrityksiin sisältyy paljon epävarmuuksia. Esimerkiksi rannikkoalueilla läheiset maa-alueet häiritsevät mittausta. Painovoimamittauksiin vaikuttavat lisäksi myös maankuoren liikkeet, kuten jääkaudesta palautuminen ja suurten maanjäristysten aiheuttamat kiviaineksen siirtymät. Painovoimamittauksiin sisältyy myös monia muita virhelähteitä.

Merien pintaosien lämpölaajenemisen arviot perustuvat CTD-, XBT- ja Argo-projektien mittausdataan. Merenpinnan muutoksien satelliittimittaukset otettiin monesta eri projektista (TOPEX/Poseidon, Jason-1, ERS-1 ja EVISAT).

Merien pintaosien lämpölaajenemisen ja merenpinnan muutoksien mittaussarjoissa näkyvät vuotuiset vaihtelut täsmäävät hyvin toisiensa kanssa. Tästä on pääteltävissä, että suurin osa merenpinnan vuotuisesta vaihtelusta aiheutuu meren pintaosien lämpölaajenemisesta. Näiden kahden mittaussarjan välillä on kuitenkin suuria alueellisia eroja. Yleisesti ottaen paikalliset vaihtelut ovat suurempia meren pintaosien lämpölaajenemisen mittaussarjassa kuin merenpinnan muutoksien mittaussarjassa. Myös kaikkia kolmea mittaussarjaa vertailtaessa alueelliset erot ovat huomattavia. Erot ovat niin merkittäviä, että ne vihjaavat jonkun merenpinnan muutoksiin vaikuttavan tekijän puuttuvan.

Mallisimulaatioissa vuotuiset vaihtelut täsmäävät myös hyvin satelliiteista mitattujen merenpinnan vuotuisten vaihtelujen kanssa. Pitempiaikaisissa muutoksissa näkyy kuitenkin alueellisia eroja mallisimulaatioiden ja havaintojen välillä. Mallisimulaatioiden tuottamat vastineet satelliittien painovoimamittauksille eroavat havainnoista vuotuisten vaihteluiden ja pitempiaikaisten muutoksien osalta. Merien pintaosien lämpölaajenemisen vuotuiset vaihtelut vastaavat mallisimulaatioissa hyvin havaintoja, mutta pitempiaikaisissa muutoksissa vastaavuus on huonompi. Kokonaisuutena vuotuiset vaihtelut näkyvät mallisimulaatioissa hyvin havaintoja vastaavalla tavalla, mikä sopii hyvin siihen mittaussarjojen analysoinnista saatuun johtopäätökseen, että merien pintaosien vuotuiset lämpövaihtelut selittävät hyvin vuotuiset vaihtelut merenpinnan tasossa.

Mallisimulaatioiden vertailussa painovoimamittausten ja merenpinnan korkeuden mittauksiin saadaan hyvä vastaavuus sekä globaalisti että alueellisesti eri valtamerien alueella. Meren pintaosien lämpölaajeneminen vastaa myös mallisimulaatioissa havaintoja globaalisti ja alueellisesti, paitsi että vuoden 2004 jälkeen mallisimulaatio alkaa näyttää enemmän lämpenemistä kuin havainnot. Tämä saattaa selittyä tunnetulla merien lämpösisällön mittauksiin liittyvillä ongelmilla, joita ei ole vielä kyetty täysin korjaamaan.

Mallisimulaatioissa näkyy myös syvemmän meren (yli 700 metriä pinnasta) lämpölaajeneminen. Syvän meren lämpölaajenemisen vuotuinen vaihtelu on erittäin pientä. Simulaatioissa näkyy tilastollisesti merkitsevää lämpölaajenemista syvässä meressä pitemmällä aikavälillä. Syvän meren lämpölaajeneminen on jopa nopeampaa kuin merien pintaosien lämpölaajeneminen. Tämä viittaa siihen, että syvästä merestä pitäisi löytyä lämpenemistä. Mallisimulaatioiden mukaan näin pitäisi olla erityisesti Pohjois-Atlantilla ja Etelämantereen lähivesissä. Lämpenemisen piirteet näyttävät lisäksi liittyvän merivirtauksiin.

Tämä mallisimulaatioissa näkyvä syvän meren lämpeneminen saattaa tarjota ratkaisun sille, miksi merenpinnan korkeuden eri mittauksia ei saada sopimaan yhteen. Jotta tilannetta voidaan arvioida, on katsottava miten mallisimulaatioiden tulokset vastaavat olemassa olevia syvän meren mittauksia ja lisäksi mallisimulaatioiden syvän meren tuloksien yhdessä painovoimamittausten ja meren pintaosien lämpölaajenemismittausten kanssa pitäisi antaa yhtenevä tulos merenpinnan korkeusmittauksien kanssa.

Mallisimulaatioiden syvän meren tuloksia vertailtiin kahteen mittauksiin perustuvaan syvän meren lämpötila-analyysiin. Mallisimulaation tulokset vastaavat havaintoja melko hyvin. Joitakin pieniä eroja kuitenkin on. Esimerkiksi Atlantin valtameressä saadaan lämpötilan syvyysprofiilissa havaintoja vastaava huippuarvo lämpötilalle, mutta huippuarvo havainnoissa esiintyy noin 5000 metrin syvyydessä, kun se mallisimulaatiossa esiintyy noin 3000 metrin syvyydessä. Myös verrattaessa mallisimulaatioita merien eri syvänteistä mitattuihin lämpötilamuutoksiin, mallien tulokset vastaavat hyvin havaintoja (tosin tässäkin tapauksessa myös joitakin eroja on). Mallisimulaatiot antavat myös aiempia tutkimuksia tukevan tuloksen, että meren syvimpien osien lämpeneminen on suurimmillaan Etelämantereen lähivesissä (kts. aiempi uutinen aiheesta).

Mallisimulaatiot antavat syvän meren lämpölaajenemisesta aiheutuvaksi merenpinnan nousuksi 1,1 millimetriä vuodessa. Kun tämä yhdistetään merien pintaosien lämpölaajenemisen havainnoista saatuun 1,2 millimetriin vuodessa ja painovoimamittauksista saatuun massalisäyksen aiheuttamaan 0,85 millimetriin vuodessa, saadaan tulokseksi 3,15 millimetriä vuodessa, joka täsmää havaittuun 3,11 millimetriin vuodessa melko hyvin.

Tässä yhteydessä on huomattava, että meren tilavuudesta suurin osa (82 %) on yli 700 metrin syvyydessä. Siksi vähäinenkin lämpeneminen syvässä meressä nostaa merenpintaa paljon. Havaintojen mukaan merien pintaosat ovat lämmenneet pientä lyhytaikaista vaihtelua lukuun ottamatta jo usean vuosikymmenen ajan. Niin pitkäaikainen lämpeneminen vaikuttaa ennen pitkää myös syvässä meressä. Valitettavasti syvän meren lämpötilamittaukset ovat toistaiseksi olleet hyvin vähäisiä, joten syvän meren tilannetta joudutaan arvioimaan ainakin osittain mallien avulla.

Lähde: Song, Y. T., and F. Colberg (2011), Deep ocean warming assessed from altimeters, Gravity Recovery and Climate Experiment, in situ measurements, and a non-Boussinesq ocean general circulation model, J. Geophys. Res., VOL. 116, C02020, 16 PP., 2011, doi:10.1029/2010JC006601. [tiivistelmä]

Ilmastotutkija Willi Dansgaard on kuollut

Emeritusprofessori, filosofian tohtori Willi Dansgaard kuoli lauantaina 8. tammikuuta 88 vuoden iässä.

Willi Dansgaard oli massaspektrometrian professori Laboratory for Biophysicsissä ja myöhemmin Geophysical Isotope Laboratoryssa eläkkeelle jäämiseensä saakka vuonna 1992.

Vuonna 1952 sattumalta tehdyn löydön ja sen jälkeisen 12 vuoden järjestelmällisen työn tuloksena oli tieteellinen kuvaus siitä, miten oli mahdollista käyttää vedyn isotoopin deuteriumin ja hapen isotoopin 18O pitoisuuksia sadevedessä sateen tuottaneiden pilvien lämpötilan määrittämiseen.

Willi Dansgaardista tuli ilmastotutkimuksessa kansainvälisesti tunnettu, kun hänestä tuli ensimmäinen, joka isotooppimenetelmää käyttäen analysoi kaksi jääkairanäytettä Grönlannista ja Etelämantereelta järjestelmällisesti. Tässä yhteydessä kävi selväksi, että Grönlannin ja Etelämantereen jääkairanäytteet sisälsivät arkiston menneestä ilmastosta. Lisäksi selvisi, että menneisyydessä oli tapahtunut suuria ja hyvin äkillisiä ilmastonmuutoksia.

Hän järjesti yhdessä professori Chester Langwayn (Buffalo, New York) ja professori Hans Oeschgerin (Bern, Sveitsi) kanssa ensimmäisen ilmastotutkimuksen motivoiman jäänäyteporauksen Etelä-Grönlannin mannerjäätikön läpi Dye-3:ssa vuosina 1979 – 1981.

Nykyään monet tunnustavat Willi Dansgaardin modernin jääkairanäytteiden tutkimuksen perustajana. Hän sai useita palkintoja ja kokosi tutkimusryhmän Kööpenhaminan yliopistoon. Ryhmä on nykyään Niels Bohr -instituutissa Tanskan kansallisen tutkimussäätiön rahoittamassa Centre for Ice and Climatessa.

Lähde:
Niels Bohr -instituutin tiedote ”Willi Dansgaard has left us”

Lisätietoa englanninkielellä:

Willi Dansgaardin kirja ”Frozen Annals”, jossa hän kertoo Grönlannin jäätikön tutkimuksistaan (kirja on vapaasti ladattavissa sivun PDF-linkistä).

Willi Dansgaard – Wikipedia.

%d bloggaajaa tykkää tästä: