Viime viikon ilmastotutkimuksia 43/2011

Tässä joitakin viime viikolla ilmestyneitä tutkimuksia ilmastoon liittyen. Tiedotamme tutkimuksista heti niiden ilmastyessä Ilmastotiedon Twitter- ja Facebook-syötteissä ja julkaisemme viikoittain täällä blogissamme kerralla kaikki edellisellä viikolla julkaistut tutkimukset, joista olemme tiedottaneet. Pyrimme kertomaan jokaisesta tutkimuksesta oleelliset asiat suomenkielellä muutamalla lauseella. Tämä lyhyt kuvaus julkaistaan sekä Facebookissa että täällä blogissa ja Twitterissä julkaistaan vain otsikko.

Scafetta lukee revontulia ja päättelee viimeaikaisen lämpenemisen johtuvan maan ulkopuolisista asioista

Nicola Scafetta kuuluu tunnettuihin ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen epäilijöihin. Hän julkaisee aina silloin tällöin tutkimusartikkeleita, joissa esittää viimeaikaisen lämpenemisen johtuvan Auringosta erilaisiin syihin vedoten. Scafetta on viimeksi ollut julkisuudessa, kun häneltä pyydettiin tietoja hänen aikaisempaan tutkimukseensa liittyen, jotta tutkimus voitaisiin tarkistaa. Scafetta kieltäytyi antamasta tietoja tutkimuksestaan.

Nyt Scafetta on taas julkaissut tutkimusartikkelin, jossa jatketaan edellisten linjoilla. Tällä kertaa Scafetta on tutkinut revontulien esiintymisen yhteyttä maapallon pintalämpötilaan. Jonkinlainen yhteys löytyykin ja Scafetta mainitsee monen maapallolla ja Auringossa esiintyvän vaihtelun olevan samankaltaista revontulissa esiintyvän vaihtelun kanssa. Tämä ei sinänsä ole yllätys, sillä revontulien toiminta liittyy vahvasti Auringon toimintaan ja on yleisesti tiedossa, että Auringolla on varsinkin menneisyydessä ollut vahva rooli maapallon ilmaston säätelijänä. Suorien mittausten perusteella Auringon rooli on kuitenkin ollut vähäinen viimeisten vuosikymmenien aikana.

Scafetta kuitenkin näkee revontulien vaihtelusta, että myös viimeaikainen lämpeneminen johtuu pääasiassa maan ulkopuolisista asioista. Revontulien käyttö on tutkimuksessa itse asiassa vain toissijainen asia, sillä Scafetta käyttää revontulien vaihtelua vain astronomisten oskillaatioiden indikaattorina ja sitten käyttää astronomisten oskillaatioiden mallia osoittamaan, että myös viimeaikainen lämpeneminen olisi luonnollisista syistä johtuvaa. Tämä kaava on muodostunut tutuksi jo aiemmista vastaavista Auringon sekä myös kosmisten säteiden (jotka Scafetta myös mainitsee) tutkimuksista: Otetaan joku asia maapallolla, joka vaihtelee suunnilleen Auringon/kosmisten säteiden vaihteluiden kanssa ja sen nojalla esitetään samat vanhat väitteet näiden vahvasta roolista myös viime vuosikymmeninä. Näin siis kasvihuonekaasuilla ei olisikaan sitä vahvaa roolia, joka suurimassa osassa muista tutkimuksista näkyy.

On myös huomattava, että ainakin tutkimuksen tiivistelmän perusteella Scafetta jättää muut ilmastoon vaikuttavat tekijät ottamatta huomioon. Tällä tavalla saadaan helposti jollekin yksittäiselle tekijälle näennäisesti suurempi vaikutus kuin sillä todellisuudessa olisi. Jos Scafetta todella on jättänyt muut tekijät huomiotta, on se selvä virhe ainakin hänen johtopäätöksensä valossa.

Lähde: Nicola Scafetta, A shared frequency set between the historical mid-latitude aurora records and the global surface temperature, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, doi:10.1016/j.jastp.2011.10.013. [tiivistelmä]

Grönlannin jäätikkö suli kokonaan plioseenikauden jäätiköitymisten välisinä aikoina

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Grönlannin jäätikön tilannetta menneisyydessä jäätikkövirtausmallin avulla. Tutkimus keskittyy plioseenikauden keski- ja loppuvaiheisiin sekä varhaiseen pleistoseenikauteen ja tutkimus kattaa siten ajanjakson 3,3 – 2,4 miljoonaa vuotta sitten. Tuona aikana maapallolla vallitsi jääkausi, eli välillä maapallolla oli laajat jäätiköt ja välillä jäätiköt olivat pienemmät (kuten nykyään). Tutkimuksen tuloksien perusteella plioseenin keskivaiheilla (3,3 – 3,0 miljoonaa vuotta sitten) Grönlannin jäätikkö suli kokonaan jäätiköitymisten välisenä aikana (näitä kutsutaan interglasiaaleiksi). Ainoastaan Itä-Grönlannin korkeilla vuorenhuipuilla näytti olleen tuolloin jäälakit. Grönlannin jäätikkö näyttää sulaneen kokonaan myös plioseenin loppuvaiheen ja varhaisen pleistoseenin interglasiaalien aikana (3,0 – 2,4 miljoonaa vuotta sitten).

Lähde: Solgaard, Anne M.; Reeh, Niels; Japsen, Peter; Nielsen, Tove, Snapshots of the Greenland ice sheet configuration in the Pliocene to early Pleistocene, Journal of Glaciology, Volume 57, Number 205, October 2011 , pp. 871-880(10). [tiivistelmä, koko artikkeli]

Troposfäärin ja stratosfäärin lämpötilan mittaussarjojen yhdenmukaisuudessa on parannettavaa

Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu troposfäärin ja stratosfäärin mittaussarjoja. Tutkimuksessa oli mukana kolmentyyppisiä mittaussarjoja ja tarkastelu rajoitettiin vuosien 1979 ja 2008 välille. Tarkastelussa mukana olleet mittaussarjat ovat: kolme satelliittimittaussarjaa, viisi radiosondimittaussarjaa ja viisi reanalyysisarjaa (reanalyysi on tietokonemallien ja havaintojen yhdistelmä). Tutkimuksen tuloksien mukaan stratosfäärin viilenemisen ja troposfäärin lämpenemisen määrä riippuu merkittävästi mittaussarjasta ja leveysasteesta maapallolla (oheisessa kuvassa on esimerkiksi esitetty stratosfäärin mittaussarjojen hajonta eri leveysasteilla).

Lähde: Xu, J. and A. M. Powell Jr., Uncertainty of the stratospheric/tropospheric temperature trends in 1979–2008: multiple satellite MSU, radiosonde, and reanalysis datasets, Atmos. Chem. Phys., 11, 10727-10732, doi:10.5194/acp-11-10727-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmaston lämpenemisen vahvistuminen arktisilla alueilla voi hellittää tulevaisuudessa

Ilmaston lämpeneminen tapahtuu voimakkaimmin arktisilla alueilla. Tähän vaikuttavat monet ilmaston lämpenemistä vahvistavat tekijät, joista suurin osa on yhteydessä lumen ja jään muutoksiin, pintalämpötilaan, ilmakehän vesihöyryyn ja pilviin. Kasvihuonekaasujen lisääntyessä myös ilman lämpötila ja vesihöyryn määrä lisääntyvät, mikä johtaa pinnan lämpenemiseen sekä jään sulamiseen, mitkä puolestaan lisäävät haihduntaa ja vesihöyryä. Tekijöiden monimutkaisia vaikutussuhteita ei vielä ymmärretä täydellisesti.

Uudessa tutkimuksessa näiden tekijöiden käyttäytymistä on tutkittu ilmastomallin simulaatioilla. Yksi lämpenemistä voimistava ketju alkaa pintalämpötilan noususta, mikä nostaa ilmakehän vesihöyryn määrää, mikä lisää maanpinnalle tulevan lämpösäteilyn määrää, mikä nostaa pinnan lämpötilaa, mikä lisää haihduntaa. Mallisimulaatioita suoritettaessa pidemmälle tulevaisuuteen, ilmaston lämpenemistä voimistavien tekijöiden teho näyttää hiipuvan, minkä seurauksen arktisilla alueilla tapahtuva lämpenemisen voimistuminen saattaa vähetä.

Lähde: Yonghua Chen et al 2011 Environ. Res. Lett. 6 044007 doi:10.1088/1748-9326/6/4/044007. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Mioseenin lämpimyyden selitys voi olla tektoniikan ja kasvillisuuden muutokset sekä positiiviset takaisinkytkennät

Mioseenin aikana (noin 23 – 5 miljoonaa vuotta sitten) vallitsi nykytiedon mukaan nykyistä lämpimämpi ilmasto vaikka ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli alhaisempi kuin nykyään. Toistaiseksi tämän selittäminen on ollut haasteellista. Asiaa on selvitelty uudessa tutkimuksessa ilmastomallien simulaatioilla. Simulaatioissa mioseenin ilmasto on kolme celsiusastetta lämpimämpi kuin nykyinen ilmasto. Simulaatioiden perusteella kasvillisuuden muutokset vaikuttavat mioseenin lämpimään ilmastoon kolme kertaa voimakkaammin kuin laattatektoniikan muutokset. Mioseenin ilmasto on kuitenkin selvästi lämpimämpi kuin näiden kahden tekijän summa. Tähän löytyy selitykseksi ilmaston lämpenemistä vahvistavat (eli positiiviset takaisinkytkennät) pinnan albedon ja ilmakehän vesihöyrypitoisuuden muutokset. Näin mioseenin lämmin ilmasto näyttää olevan selitettävissä, vaikka ilmakehän hiilidioksidipitoisuus olikin alhainen.

Lähde: Knorr, G., M. Butzin, A. Micheels, and G. Lohmann (2011), A warm Miocene climate at low atmospheric CO2 levels, Geophys. Res. Lett., 38, L20701, doi:10.1029/2011GL048873. [tiivistelmä]

Kanadan järvet ovat kutistumassa

Arktiset alueet ovat lämmenneet huomattavasti viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu paikallisesti ja alueellisesti arktisten järvien pinta-alan pienentyneen. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Kanadan järvien kokomuutoksia vuosien 2000 ja 2009 välillä satelliittimittauksia käyttäen. Tuloksien mukaan Kanadan järvien pinta-ala pieneni kyseisenä aikana noin 6700 neliökilometriä. Eteläisimmässä Kanadassa järvet kasvoivat hiukan, mutta pienenivät sitä enemmän pohjoisessa. Tarkemmassa analyysissä näkyy se, että järvet, joissa muutoksia on tapahtunut, sijaitsevat ryhmissä. Tämä viittaa siihen, että järvien kokomuutoksiin saattaa löytyä alueellinen selitys.

Lähde: Carroll, M. L., J. R. G. Townshend, C. M. DiMiceli, T. Loboda, and R. A. Sohlberg (2011), Shrinking lakes of the Arctic: Spatial relationships and trajectory of change, Geophys. Res. Lett., 38, L20406, doi:10.1029/2011GL049427. [tiivistelmä]

Koillis-Siperian tundran hiilinielu ei kasva ilmaston lämmetessä

Ilmaston lämmetessä arktisten alueiden kasvukausi muuttuu pidemmäksi. Tämän on ehdotettu johtavan kyseisillä alueilla suurempaan hiilinieluun, koska kasvit yhteyttävät (jonka yhteydessä ne ottavat hiilidioksidia ilmakehästä) silloin pidemmän ajan vuodesta. Uudessa tutkimuksessa asiaa tutkittiin kahdeksan vuoden ajan Koillis-Siperian tundralla. Tutkimuksessa mitattiin ekosysteemin primäärituottavuutta (gross primary productivity, GPP) ja ekosysteemin hengitystä, jossa vapautuu hiilidioksidia ilmakehään.

Tutkimuksen tuloksien mukaan GPP ei lisääntynyt selvästi pidempien kasvukausien seurauksena, mutta se lisääntyi merkitsevästi lämpimämpien kesien yhteydessä. Lämpimämpinä kesinä kuitenkin myös ekosysteemin hengitys lisääntyi, mikä nollasi GPP:n lisääntymisestä kasvaneen hiilinielun. Niinpä mitatun alueen kokonaishiilinielu ei muuttunut paljoakaan tutkimuksen aikana, eikä pidempi kasvukausi yksinään näyttänyt olevan yhteydessä kokonaishiilinielun kokoon. Suurin hiilinielu esiintyi kylmimpinä ja lyhyimpinä kesinä. Hiilinielu oli pienimmillään yleensä lämpimimpien ja pisimpien kesien aikana. Näyttää siis siltä, että kyseisellä alueella hiilinielu ennemminkin pienenee kuin kasvaa ilmaston lämmetessä. Tutkimuksen tulokset ovat ristiriidassa aiempien tutkimusten kanssa. Tutkijat ehdottavat, että se saattaa johtua alueellisista eroista. Saattaakin olla, että hiilenkierron muutokset ilmaston lämmetessä ovat erilaisia eri paikoilla.

Lähde: Parmentier, F. J. W., M. K. van der Molen, J. van Huissteden, S. A. Karsanaev, A. V. Kononov, D. A. Suzdalov, T. C. Maximov, and A. J. Dolman (2011), Longer growing seasons do not increase net carbon uptake in the northeastern Siberian tundra, J. Geophys. Res., 116, G04013, doi:10.1029/2011JG001653. [tiivistelmä]

Jäätiköiden paljastamalla maalla kasvavat kasvit menevät maan alle piiloon hiilidioksidipitoisuuden noustessa

Jäätiköiden sulaessa niiden alta paljastuu uutta maata kasveille. Jäätiköiden paljastamalle maalle siirtyvillä pioneerikasveilla on normaalia paremmat olot, koska ne eivät kärsi kilpailijoiden läsnäolosta. Siksi voitaisiin odottaa, että jäätikkömailla kasvavat kasvit pystyisivät hyötymään ilmakehän lisääntyvästä hiilidioksidipitoisuudesta.

Uudessa tutkimuksessa tätä asiaa selvitettiin Euroopan Alppien sulavien jäätiköiden paljastamalla maalla kasvavien kasvien osalta. Tutkimuksessa kasvatettiin yhdeksää kasvilajia kokeellisissa olosuhteissa Sveitsin Alpeilla 2440 metrin korkeudessa merenpinnasta. Kasveja pidettiin 580 miljoonasosan hiilidioksidipitoisuudessa (ilmakehässä on tällä hetkellä noin 390 miljoonasosaa hiilidioksidia) kolmen kasvukauden ajan.

Yksikään tutkimuksessa mukana ollut kasvi ei lisännyt kasvuaan lisääntyneen hiilidioksidin ansiosta. Kasvien biomassa säilyi samana, mutta kasvien maanpäällinen biomassa väheni 35 prosenttia kaikilla lajeilla, myös nopeasti kasvavilla. Kasvit ohjasivat enemmän massaansa juurien kasvuun. Joiltakin lajeilta mitattiin myös yhteyttämiskyky ja se laski 26 prosenttia hiilidioksidipitoisuuden nousun myötä. Tämän tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että jäätiköiden paljastamalla maalla kasvavilla kasveilla hiili ei ole kasvua rajoitttava tekijä nykyisellä hiilidioksidipitoisuudella, eivätkä ne siten hyödy lisähiilidioksidista.

Lähde: Nicole Inauen, Christian Körner, Erika Hiltbrunner, No growth stimulation by CO2 enrichment in alpine glacier forefield plants, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02584.x. [tiivistelmä]

Tutkijat vaativat nimiensä poistoa ympäristöraportista sisällön sensuroinnin seurauksena

Texasin kuvernöörin Rick Perryn alaiset ovat vääristelleet Galvestoninlahden tilaa käsittelevää ympäristöraporttia. Raportista on poistettu maininnat ilmastonmuutoksesta ja sen aiheuttamasta merenpinnan noususta. Raportin laadintaan osallistuneet ja vääristelystä suivaantuneet tutkijat vaativat nimiensä poistoa raportista.

Rick Perry on Texasin kuvernööri ja pyrkii Republikaanisen puoleen ehdokkaaksi Yhdysvaltojen vuoden 2012 presidentinvaaleihin. Rick Perry on myös tunnettu siitä, että hän kieltää avoimesti ilmastonmuutoksen olemassaolon. Hänellä on samanlainen asenne myös moniin muihin ympäristökysymyksiin (ja lisäksi myös muun muassa evoluutioon). Perryn johtama Texas oli Yhdysvaltojen osavalloista ainoa, joka kieltäytyi allekirjoittamasta liittovaltion uusia asetuksia kasvihuonekaasujen sääntelylle.

Texasissa ympäristöasioista vastaa Bryan Shaw, jonka on nimittänyt virkaansa Rick Perry. Myös Shaw epäilee ilmastotiedettä ja on monesti sanonut ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta huijaukseksi.

Texasin Galvestoninlahden tilasta on ollut tekeillä ympäristöraportti, jonka tekemiseen on osallistunut useita tutkijoita. Bryan Shaw’n johtaman viraston alemmat virkailijat olivat jo hyväksyneet raportin, kun korkeammassa virassa Perryn hallinnossa oleva Katherine Nelson puuttui raportin sisältöön. Katherine Nelsonin vastuulle Texasissa kuuluu veden laadun suunnittelu. Nelsonin pomo Kelly Holligan mainitaan myös raportissa katselmoijana. Nelson ja Holligan ovat molemmat Rick Perryn nimittämiä.

Nelson ja Holligan vaativat, että kaikki maininnat ilmastonmuutoksesta ja sen vaikutuksesta merenpinnan nousuun on poistettava raportin yhdestä luvusta. Luvun kirjoittaja John Anderson kieltäytyi, joten koko luku poistettiin raportista. Tämän seurauksena kaikki raportin tekoon osallistuneet tutkijat päättivät vaatia nimiensä poistoa raportista.

”Yksikään meistä ei halunnut osallistua tieteen sensurointiin, joten vaadimme nimiemme poistoa raportista”, sanoo Jim Lester, joka on yksi raportin kirjoittajista. ”Minulle tässä on yksinkertaisesti kysymys tieteellisen uskottavuuden säilyttämisestä”, Lester sanoo.

Shaw’n virastosta sensuroinnille annettiin selitys, jonka mukaan raportti oli ollut ”yhteensopimaton viraston nykyisen politiikan kanssa”. Viraston edustaja ei kuitenkaan ollut suostunut vastaamaan lisäkysymyksiin aiheesta.

Myös muita ympäristöaiheita sensuroitiin

Raportista poistetut kohdat oli kirjoitettu huolellisesti tieteellisiin lähteisiin nojaten. Lisäksi raportin tekstissä yritettiin jopa mahdollisuuksien mukaan vältellä ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen mainitsemista, koska tiedettiin etukäteen, että sen mainitseminen on punainen vaate Perrylle ja hänen hengenheimolaisilleen. Tämä ei nimittäin ole ensimmäinen kerta, kun Texasin osavaltion raporteista on siivottu pois mainintoja ilmastonmuutoksesta. Näin ainakin kertoo tutkija Wendy Gordon, joka työskenteli kyseiselle virastolle kahdeksan vuotta.

Raportissa oli alun perin luku, jonka otsikko oli ”Merenpinnan nousun vaikutukset”. Tämä oli muutettu muotoon ”Merenpinnan muutokset” ja suurin osa luvun sisällöstä oli poistettu. Lisäksi raportista oli poistettu maininta siitä, että Texasin kosteikkojen häviäminen johtuu pääasiassa ihmisen vaikutuksesta. Raportissa oli myös kerrottu Ike-hurrikaanin ekologisista vaikutuksista, mutta sekin kohta oli poistettu.

Lähteet:

– The Guardian – Rick Perry officials spark revolt after doctoring environment report.
– Climate Progress – Flood-Gate: Perry Officials Try to Hide Sea Level Rise from Texans with “Clear-Cut Unadulterated Censorship”.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 42/2011

Tässä joitakin viime viikolla ilmestyneitä tutkimuksia ilmastoon liittyen. Tiedotamme tutkimuksista heti niiden ilmastyessä Ilmastotiedon Twitter- ja Facebook-syötteissä ja julkaisemme viikoittain täällä blogissamme kerralla kaikki edellisellä viikolla julkaistut tutkimukset, joista olemme tiedottaneet. Pyrimme kertomaan jokaisesta tutkimuksesta oleelliset asiat suomenkielellä muutamalla lauseella. Tämä lyhyt kuvaus julkaistaan sekä Facebookissa että täällä blogissa ja Twitterissä julkaistaan vain otsikko.

Halen jakso korreloi pintalämpötilan kanssa paremmin kuin auringonpilkkujakso

Uudessa tutkimuksessa on analysoitu Auringon jaksojen ja maapallon pintalämpötilan keskinäisiä korrelaatioita. Tutkimuksen tuloksien perusteella auringonpilkkujakso (11 vuotta) korreloi heikosti pintalämpötilan kanssa vuosien 1880 ja 1950 välillä ja sen jälkeen korrelaatio on parempi (tutkimuksen tiivistelmä ei kerro arvoja näille korrelaatioille). Merkittävämpi korrelaatio (R = 0,57…0,80) löytyy Halen jakson (22 vuotta) ja pintalämpötilan välille (tutkimuksen tiivistelmä ei kuitenkaan kerro mille aikavälille ilmoitettu korrelaatio on). Näyttää siis siltä, että Halen 22 vuoden jakso (joka on magneettikentän jakso) saattaa olla maapallon ilmaston kannalta merkittävämpi kuin auringonpilkkujakso.

Kuten yleensä tällaisten tutkimusten yhteydessä, on odotettavissa, että tätä tutkimusta tullaan väittämään todisteeksi siitä, että ilmaston lämpeneminen johtuukin Auringosta eikä kasvihuonekaasuista. Ainakaan tutkimuksen tiivistelmä ei kuitenkaan anna minkäänlaisia viitteitä sellaisesta.

Lähde: M.P. Souza Echer, E. Echer, N.R. Rigozo, CGM Brum, D.J.R. Nordemann, W.D Gonzalez, On the Relationship between Global, Hemispheric and Latitudinal Averaged Air Surface Temperature (GISS Time Series) and Solar Activity, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, doi:10.1016/j.jastp.2011.10.002. [tiivistelmä]

Järvet jäässä 10-60 päivää vähemmän vuoteen 2070 mennessä Pohjois-Amerikan arktisilla alueilla

Pohjois-Amerikan arktisten alueiden järvien jäätymistä ja jäiden lähtöä ilmaston lämmetessä on selvitetty uudessa tutkimuksessa. Tutkimuksessa käytettiin tarkoitukseen suunniteltua mallia, jonka toiminta varmistettiin vertaamalla sen antamia tuloksia havaintoihin vuosien 1961 ja 1990 välillä. Tutkimuksen tuloksien mukaan suurimmassa osassa tutkimukseen kuuluneista järvistä jäät lähtevät 10-25 päivää aikaisemmin ja ne jäätyvät 0-15 päivää myöhemmin vuoteen 2070 mennessä. Järvien jäässäoloaika näyttää lyhenevän matalissa järvissä (3 ja 10 metriä) 10 – 25 päivällä ja syvemmissä järvissä (30 metriä) 10 – 30 päivällä. Rannikkoalueilla esiintyy voimakkaampaa, jopa 60 päivän jäässäoloajan lyhenemistä. Jään keskimääräinen paksuus näyttäisi vähenevän vuoteen 2070 mennessä 5 – 60 senttimetriä (lumipeitteisillä järvillä 5 – 50 cm ja ilman lumipeitettä 10 – 60 cm).

Lähde: Brown, L. C. and Duguay, C. R., The fate of lake ice in the North American Arctic, The Cryosphere, 5, 869-892, doi:10.5194/tc-5-869-2011, 2011. [tiivistelmä, tiivistelmä]

Vesihöyryn lisääntyminen himmentää Auringon säteilyä

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty aerosolien, vesihöyryn ja pilvien rooleja Auringon lyhytaaltoisen säteilyn muutoksissa. Tutkimuksessa asiaa simuloitiin ilmastomallilla, jonka tuloksia verrattiin havaintoihin. Tutkimuksen tuloksien mukaan tulevaisuudessa Auringon säteilyä himmentää aerosolien lisäksi myös ilmakehässä olevan vesihöyryn lisääntyminen. Auringon säteily ei kuitenkaan kokonaisuudessaan näyttäisi muuttuvan paljoakaan, sillä vähenevä pilvipeite näyttäisi tasaavan aerosolien ja vesihöyryn himmentävän vaikutuksen. Vesihöyryn kasvihuonevaikutus pitkäaaltoiselle säteilylle kuitenkin aiheuttaa tulevaisuudessa lämpenemistä, mutta tämän tutkimuksen tuloksien perusteella jatkossa olisi syytä ottaa huomioon myös vesihöyryn vaikutus lyhytaaltoiseen säteilyyn.

Lähde: Haywood, J. M., N. Bellouin, A. Jones, O. Boucher, M. Wild, and K. P. Shine (2011), The roles of aerosol, water vapor and cloud in future global dimming/brightening, J. Geophys. Res., 116, D20203, doi:10.1029/2011JD016000. [tiivistelmä]

Korallilajin yksilöt kykenivät sopeutumaan meren happamoitumiseen pitemmän ajan kokeessa

Meren happamuus (H+ ionikonsentraatio) on lisääntynyt esiteollisesta ajasta noin 30 prosenttia ihmisen aiheuttamasta ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymisestä johtuen. Haapamuuden odotetaan lisääntyvän vielä 120 prosenttia vuoteen 2100 mennessä, jos ihmiskunnan hiilidioksidipäästöt jatkuvat nykyisellään. Meren happamoitumisella odotetaan olevan laajalle ulottuvat seuraukset meren eliöstölle, kuten esimerkiksi joidenkin lajien kasvun hidastuminen ja koralliriuttojen eroosio.

Suuri osa tietämyksestämme meren happamoitumisesta on kuitenkin lyhytaikaisten laboratoriokokeiden varassa. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty meren happamoitumisen vaikutuksia kylmän veden korallilajille Lophelia pertusa. Tutkimuksessa vertailtiin lyhyen ajan (yksi viikko) ja pitkän ajan (kuusi kuukautta) kokeiden tuloksia. Lyhyen ajan kokeessa korallilajin kalkkikuoren muodostus heikkeni selvästi meriveden pH-arvon laskiessa 0,1 yksikköä. Pitkän ajan kokeessa korallilaji kuitenkin pystyi sopeutumaan muutokseen niin, että kalkkikuoren muodostus jopa lisääntyi hiukan. Tämä on ensimmäinen todiste korallilajin menestyksellisestä sopeutumisesta happamuuden muutoksiin. Tässä on kuitenkin kyseessä vain yksi laji. Tutkijat ehdottavatkin, että jatkossa tarvitaan lisää pitemmän ajan kokeita. Koko koralliriuttojen tulevaisuutta tutkittaessa on lisäksi otettava huomioon muutokset lajien ravinnonsaannissa ja lämpötilassa.

Lähde: Armin U. Form, Ulf Riebesell, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02583.x. [tiivistelmä]

Taas yksi rekonstruktio Pohjois-Amerikasta näyttää nykyajan lämpimämpänä kuin keskiajan lämpökausi

Uudessa tutkimuksessa esitetään siitepölyyn perustuva lämpötilarekonstruktio Pohjois-Amerikasta. Rekonstruktio perustuu kolmen Wisconsinissa sijaitsevan järven pohjasta otettuihin näytteisiin. Rekonstruktio kertoo keskimääräisen vuosittaisen kesälämpötilan. Rekonstruktio on sopusoinnussa mitattuihin lämpötiloihin (siltä ajalta, jolta mittauksia on saatavilla). Sekä keskiajan lämpökausi että pieni jääkausi näkyvät rekonstruktiossa. Rekonstruktio loppuu jo vuoteen 1974, mutta jo 1930- ja 1950-luvut ovat rekonstruktiossa lämpimimmät vuosikymmenet.

Lähde: Eugene R. Wahl, Henry F. Diaz, Christian Ohlwein, A pollen-based reconstruction of summer temperature in central North America and implications for circulation patterns during medieval times, Global and Planetary Change, 2011, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.10.005. [tiivistelmä]

Viime vuosikymmeninä Itä-Antarktiksella uuden jään muodostumisen muutokset ovat suurimpia 800 vuoteen

Antarktikselta otetuissa jääkairanäytteissä näkyy kerroksia tulivuorenpurkauksista ilmakehään purkautuneesta materiaalista. Monien tulivuorenpurkausten ajankohdat tunnetaan hyvin ja siksi ne tarjoavat hyvän mahdollisuuden ajoittaa näytteen jääkerrokset tarkasti. Tarkan ajoituksen jälkeen on mahdollista selvittää, kuinka paljon uutta jäätä eri aikoina on jäätikölle muodostunut. Kun lisäksi on käytettävissä useita eri jääkairanäytteitä, on myös mahdollista selvittää, miten uuden jään muodostuminen vaihtelee alueittain. Uudessa tutkimuksessa on analysoitu kyseisellä tavalla 13 jääkairanäytettä Itä-Antarktikselta ja näin on saatu mittaussarja uuden jään muodostumisesta viimeisen 800 vuoden ajalta.

Tutkimuksen tuloksien mukaan suurimmat muutokset uuden jään muodostumisessa ovat tapahtuneet viimeisten vuosikymmenien aikana. Jään muodostumisen nopeus on muuttunut viime vuosikymmeninä jopa 25 prosenttia. Muutoksen suunta ei kuitenkaan ole kaikissa paikoissa sama, vaan joissakin paikoissa uuden jään muodostuminen on hidastunut ja joissakin paikoissa nopeutunut. Melkein kaikissa yli 3200 metrin korkeudessa olevissa paikoissa uuden jään muodostuminen on hidastunut viime vuosikymmeninä. Korkeilla paikoilla on uuden jään muodostuminen ollut koko 800 vuoden aikana yleisestikin hitaampaa kuin alueella keskimäärin. Jään muodostumisen määrä liittyykin yleisesti paikan korkeuteen merenpinnasta, mutta myös paikan etäisyyteen merestä.

Lähde: Anschütz, H., A. Sinisalo, E. Isaksson, J. R. McConnell, S.-E. Hamran, M. M. Bisiaux, D. Pasteris, T. A. Neumann, and J.-G. Winther (2011), Variation of accumulation rates over the last eight centuries on the East Antarctic Plateau derived from volcanic signals in ice cores, J. Geophys. Res., 116, D20103, doi:10.1029/2011JD015753. [tiivistelmä]

Oletettu negatiivinen takaisinkytkentä arktisen talven lämpötilainversioista onkin positiivinen

Maapallon ilmaston lämmetessä arktiset alueet lämpenevät sekä havainnoissa että malleissa selvasti keskimääräistä enemmän. Lämpenemisen voimistumisen arktisilla alueilla on arveltu johtuvan pääasiassa merijään ja lumen vähenemisestä ja niiden aiheuttamista muutoksista pinnan heijastuskyvyssä, mikä vaikuttaa lämpötilaan.

Arktisella alueella esiintyy talvella lämpötilainversioita maanpinnan lähellä (eli maanpintainversioita). Näissä maanpintainversioissa maanpinta jäähtyy niin, että maanpinnan lähelle muodostuu kerros ilmaa, joka on kylmempi kuin ylempänä oleva ilmakerros (normaalisti lämpötila laskee ilmakehässä ylöspäin mentäessä). Maanpintainversioiden on oletettu aiheuttavan negatiivisen takaisinkytkennän maapallon lämpenemiselle, koska tässä tilanteessa on oletettu lämpösäteilyä karkaavan enemmän avaruuteen.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty maanpintainversioiden roolia tarkemmin mallisimulaatioilla. Tutkimuksen tuloksien mukaan maanpintainversiot voimistavat arktisen alueen lämpenemistä aiemmin oletetun heikentämisen sijaan. Tämä johtuu siitä, että inversiotilanteessa maanpintaa lähinnä olevat, ja eniten lämpenevät, ilmakerrokset säteilevät vain hyvin vähän lämpöä avaruuteen. Inversiotilanteessa maanpintaa lähinnä olevien ilmakerrosten lämpösäteilystä suurin osa kohdistuu maanpintaa kohti ja aiheuttaa näin lisälämpenemistä maan pinnalla. Maanpintainverio näyttää siis muodostavan positiivisen takaisinkytkennän maapallon lämpenemiselle ja voimistaa näin osaltaan arktisen alueen lämpenemistä.

Lähde: R. Bintanja, R. G. Graversen & W. Hazeleger, Arctic winter warming amplified by the thermal inversion and consequent low infrared cooling to space, Nature Geoscience(2011), doi:10.1038/ngeo1285. [tiivistelmä]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 41/2011

Tässä joitakin viime viikolla ilmestyneitä tutkimuksia ilmastoon liittyen. Tiedotamme tutkimuksista heti niiden ilmastyessä Ilmastotiedon Twitter- ja Facebook-syötteissä ja julkaisemme viikoittain täällä blogissamme kerralla kaikki edellisellä viikolla julkaistut tutkimukset, joista olemme tiedottaneet. Pyrimme kertomaan jokaisesta tutkimuksesta oleelliset asiat suomenkielellä muutamalla lauseella. Tämä lyhyt kuvaus julkaistaan sekä Facebookissa että täällä blogissa ja Twitterissä julkaistaan vain otsikko.

Uusi paranneltu GHCN:n versio näyttää yhtä nopeaa lämpenemistä kuin aiemmat versiot

Global Historical Climatology Network (GHCN) on ollyt 1990-luvulta saakka kansainväisesti tunnustettu maapallon maa-alueiden lämpötilakehitykseen liittyvän mittaustiedon lähde. GHCN:n tietokantaan kuuluu kuukausittaisen lämpötilan mittaussarjat 7280 mittausasemalta 226 maasta. Näistä yli 2000 asemaa on edelleen toiminnassa ja jatkaa kuukausittaisten lämpötila-arvojen toimittamista. GHCN tekee mitta-asemien dataan vaadittavat korjaukset, joilla mittaussarjoista poistetaan vääristymiä aiheuttavien ei-ilmastollisten tekijöiden vaikutus pois.

GHCN on julkaissut uuden version, joka järjestysnumeroltaan on kolme. Tämä uusi versio on ensimmäinen suuria parannuksia sisältävä uudistus GHCN:ään yli kymmeneen vuoteen. Versiossa kolme GHCN:n datankäsittelyprosessiin on tehty lukuisia parannuksia ja lisäyksiä. Uudessa versiossa mittaussarjoista pyritään tunnistamaan ja poistamaan saman mittausarvon kaksoiskappaleet, joita mittausarjoihin joskus vahingossa eksyy. Mittaussarjoja on myös päivitetty viime vuosikymmenien osalta ja mittaussarjojen korjauksessa ja laadunvalvonnassa on otettu käyttöön uusia parempia menetelmiä. Huolimatta näistä suurista muutoksista, tämä uusi versio näyttää maapallon lämpenevän yhtä nopeasti kuin aikaisemmat GHCN:n versiot.

Lähde: Lawrimore, J. H., M. J. Menne, B. E. Gleason, C. N. Williams, D. B. Wuertz, R. S. Vose, and J. Rennie (2011), An overview of the Global Historical Climatology Network monthly mean temperature data set, version 3, J. Geophys. Res., 116, D19121, doi:10.1029/2011JD016187. [tiivistelmä]

Kasvillisuuden muutosten globaali analyysi näyttää sekä vihertymistä että ruskettumista

Uudessa tutkimuksessa on analysoitu satelliittimittauksia maapallon pinnan vihreydestä, joka kuvaa kasvillisuuden muutoksia. Tutkimus kattoi vuodet 1982-2008 ja mukana oli useita alueita ympäri maailman. Kasvillisuudessa näkyy sekä nopeita että hitaita muutoksia suuressa osassa maapalloa, mutta erityisesti puolikuivilla pensas- ja ruohomailla, joissa esiintyi äkkinäistä vihertymistä ja sitä seuraavaa asteittaista ruskettumista. Kasvillisuuden vaihteluissa näkyy myös joitakin suuria tapahtumia, kuten Pinatubon tulivuorenpurkaus vuonna 1991 ja voimakas El Niño vuosina 1997-1998.

Koko maapalloa tarkasteltaessa tutkitulla aikavälillä tapahtui vihertymistä. Tämä on sopusoinnussa aiemmin tutkimusten kanssa. Tosin lyhytaikaiset muutokset näyttivät olevan paljon voimakkaampia kuin aiemmissa tutkimuksissa. Ne alueet, jotka ruskettuvat (eli kasvillisuus vähenee), lisääntyivat tutkitulla aikavälillä. Eniten ruskettumista esiintyi eteläisellä pallonpuoliskolla. Joillakin alueilla kasvillisuuden muutokset kääntyivät toiseen suuntaan tutkimuksen aikana.

Lähde: Rogier de Jong, Jan Verbesselt, Michael E. Schaepman, Sytze de Bruin, Trend changes in global greening and browning: contribution of short-term trends to longer-term change, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02578.x. [tiivistelmä]

Keski-Aasiassa vesihuollolla on edessä vaikeita haasteita

Keski-Aasiassa asuu miljoonia ihmisiä alueella, jonka vesihuolto on jäätiköiltä ja talvella sataneesta lumesta sulavan veden varassa. Alueen joet ylittävät lisäksi valtioiden rajoja ja niihin liittyy kiistoja. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty tietokonemallin avulla, tuleeko ilmastonmuutos vaikeuttamaan alueen vesihuoltoa ja kenties siksi myös lisäämään kiistoja vesivaroista. Tutkimuksen tuloksien mukaan lumi tulee alueella sulamaan entistä aikaisemmin, mikä lisää veden saannin kausiluontoisuutta. Alueen ihmisillä tulee olemaan vähemmän vettä saatavilla kesällä, jolloin viljelykasvit tarvitsevat eniten kastelua. Lisäksi myös luonnonkatastrofit, erityisesti jäätikköjärvien äkilliset purkaukset, tulevat lisääntymään. Kaikkein suurin riski kohdistuu Uzbekistanissa sijaitsevaan Ferganan laaksoon, joka on tiiviisti asutettua tuottavaa maatalousmaata, mutta poliittisesti epävakaa. Tällä alueella sopeutuminen tuleviin muutoksiin vesihuollossa on mahdollista, mutta se edellyttää muutoksia nykyisiin käytäntöihin.

Lähde: Tobias Siegfried, Thomas Bernauer, Renaud Guiennet, Scott Sellars, Andrew W. Robertson, Justin Mankin, Peter Bauer-Gottwein and Andrey Yakovlev, Will climate change exacerbate water stress in Central Asia?, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0253-z. [tiivistelmä]

Termosfäärin viileneminen saattaa johtua otsonin vähenemisestä

Ilmakehän alaosissa kasvihuonekaasut pidättävät maapallon lähettämää lämpösäteilyä ja säteilevät osan siitä takaisin, mikä lämmittää maapallon pintaa. Ylempänä ilmakehässä kasvihuonekaasut toimivat lämpösäteilyn lähteinä, joten ne viilentävät ilmakehän ylempiä kerroksia säteilemällä lämpöä avaruuteen. Jo 1980-luvulla ennustettiin termosfäärin (ilmakehän kerros 250 – 500 kilometrin korkeudella) viilenevän kasvihuonekaasujen lisääntyessä.

Uudessa tutkimuksessa esitetään todisteita termosfäärin viilenemisestä vuosien 1966 ja 1987 välillä. Tutkimuksessa käytetyn mittausdatan mukaan termosfäärin viileneminen kiihtyi vuoden 1979 jälkeen liian nopeaksi, jotta se olisi selitettävissä ilmakehän alaosissa olevien kasvihuonekaasujen vaikutuksella. Vuoden 1979 tienoilla myös otsonin määrä alkoi vähentyä. Lisäksi havaittu viileneminen termosfäärissä tapahtui pääasiassa päiväaikaan. Näiden seikkojen perusteella tutkimuksen tekijät päättelevät, että ensinnäkin alailmakehässä olevien kasvihuonekaasujen vaikutus saattaa olla vielä liian pieni havaittavaksi nykyisissä mittaussarjoissa ja toiseksi, että termosfäärissä havaittu viileneminen saattaa johtua suurimmaksi osaksi otsonin vähenemisestä.

Lähde: Walsh, P. L. and Oliver, W. L., Is thermospheric long-term cooling due to CO2 or O3?, Ann. Geophys., 29, 1779-1782, doi:10.5194/angeo-29-1779-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Suurin määrä auringonsäteilyä havaitaan taivaan ollessa osittain pilvinen

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty miten pilvipeitteen määrä ja siinä olevat eri pilvityypit vaikuttavat maapallon pinnalle tulevaan auringonsäteilyyn. Tutkimus perustuu vuosien 2003 ja 2007 välillä tehtyihin havaintoihin Puolan Krakovassa. Tutkimuksen tuloksien perusteella pilvipeite vaikuttaa auringonsäteilyyn kahdella eri tavalla. Yleensä pilvipeite heikentää maapallon pinnalle tulevaa säteilyä, mutta tietyissä sääolosuhteissa pilvipeite saattaa myös voimistaa säteilyä. Näyttääkin siltä, että jos halutaan mitata suurin maapallon pinnalle tuleva auringonsäteilyn määrä, pitää taivaan olla osittain pilvinen (3/8 – 6/8) ja taivaalla pitää olla konvektiopilviä.

Lähde: Dorota Matuszko, Influence of the extent and genera of cloud cover on solar radiation intensity, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.2432. [tiivistelmä]

Puiden levinneisyysalueet eivät näytä muuttuvan, vaikka pitäisi

Puulajien odotetaan siirtyvän korkeammille kasvupaikoille ja/tai korkeammille leveysasteille ilmaston lämpenemisen myötä. Uudessa tutkimuksessa tarkasteltiin tilannetta Itä-Yhdysvaltojen alueella tehtyjen havaintojen avulla. Tutkimuksessa oli mukana 92 puulajia. Puiden levinneisyysalueiden muutoksia verrattiin alueen säätietoihin (lämpötila, sademäärä). Suurin osa (58,7 %) puulajeista näyttää olevan pienentämässä levinneisyysaluettaan, eikä leviämässä ilmastonmuutoksen edellyttämään suuntaan. Vain noin 20 prosenttia lajeista näytti olevan siirtymässä odotettuun suuntaan (pohjoiseen). Lisäksi noin 16 prosenttia lajeista oli siirtymässä etelään. Muutama prosentti lajeista laajensi levinneisyysaluettaan sekä etelään että pohjoiseen. Lajien siirtymisen määrä ei myöskään näytä olevan suurinta siellä missä ilmasto on muuttunut eniten. Näyttääkin siltä, että tutkitut puulajit eivät ole reagoimassa ilmastonmuutokseen odotetulla tavalla. Tämä saattaa aiheuttaa ongelmia lajien säilymiselle tulevaisuudessa, jos ne eivät kykene siirtymään sellaisille alueille, jossa ne voisivat säilyä.

Lähde: Kai Zhu, Christopher W. Woodall, James S. Clark, Failure to migrate: lack of tree range expansion in response to climate change, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02571.x. [tiivistelmä]

Metsien luonnollisilla häiriötekijöillä on vaikutusta ilmastoon

Metsien luonnolliset häiriötekijät aiheuttavat hiilidioksidipäästöjä ja vaikuttavat siksi ilmastoon. Lisäksi häiriöt vaikuttavat metsien kykyyn heijastaa auringonvaloa (eli albedoon), mikä myös vaikuttaa ilmastoon. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty metsän luonnollisten häiriöiden vaikutusta ilmastoon. Tutkittuja häiriöitä olivat metsäpalot, kovakuoriaisten massaesiintymät ja pyörremyrskyt. Näissä tapauksissa hiilidioksidipäästöjen ja albedomuutosten ilmastovaikutukset ovat samaa suuruusluokkaa. Pyörremyrskyjen tapauksessa seurauksena on lämmittävä ilmastovaikutus subtrooppisilla alueilla. Metsäpaloilla ja kovakuoriaisten massaesiintymisillä on viilentävä vaikutus niissä pohjoisen metsissä, joissa on lunta talvella.

Lähde: Thomas L. O’Halloran, Beverly E. Law, Michael L. Goulden, Zhuosen Wang, Jordan G. Barr, Crystal Schaaf, Mathew Brown, José D. Fuentes, Mathias Göckede, Andrew Black, Vic Engel, Radiative forcing of natural forest disturbances, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02577.x. [tiivistelmä]

Arktisten alueiden lämpeneminen vaikuttaa negatiivisesti jäkälien monimuotoisuuteen

Jäkälät ja sammalet ovat tärkeitä pohjoisten alueiden ekosysteemien toiminnalle sekä ilmastovaikutukselle, mutta toistaiseksi ei ole tiedetty paljoa, miten ilmaston lämpeneminen vaikuttaa jäkäliin ja sammaliin. Uudessa tutkimuksessa tätä aukkoa tiedoissamme on pyritty paikkaamaan. Tutkimuksessa tehtiin pitkäaikaisia (9 – 16 vuotta) lämpenemiskokeita jäkälille ja sammalille Ruotsissa sekä Alaskassa. Kummassakin paikassa jäkälien monimuotoisuus väheni ilmaston lämmetessä. Ainoana poikkeuksena tästä oli Ruotsissa koivumetsässä kasvaneet jäkälät.

Sammalet eivät olleet niin herkkiä lämpötilan muutoksille, mutta niissäkin näkyi negatiivisia vaikutuksia lämpenemiselle sekä hyvin alhaisilla lämpötiloilla. Sammaleista erityisesti rahkasammalet (Sphagnum) sietivät hyvin lämpenemistä.

Molemmilla mantereilla lämpötila oli pääasiallinen vaikuttaja lajistoon. Poikkeuksena tässäkin oli ruotsin koivumetsät, joissa karikkeen määrä vaikutti eniten. Alaskassa myös maaperän ammoniumin määrä oli tärkeä tekijä. Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että tulevaisuudessa pohjoisten sammalien ja erityisesti jäkälien määrä sekä monimuotoisuus tulevat vähenemään.

Lähde: Simone I. Lang, Johannes H. C. Cornelissen, Gaius R. Shaver, Matthias Ahrens, Terry V. Callaghan, Ulf Molau, Cajo J. F. ter Braak, Adam Hölzer, Rien Aerts, Arctic warming on two continents has consistent negative effects on lichen diversity and mixed effects on bryophyte diversity, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02570.x. [tiivistelmä]

ENSO ja AMO tärkeitä tekijöitä menneiden aikojen kuivuusjaksoissa Mesoamerikassa

Uudessa tutkimuksessa on tehty puiden vuosirenkaisiin perustuva rekonstruktio menneiden aikojen kuivuusindeksistä (Palmer Drought Severity Index) Mesoamerikan alueella. Rekonstruktio ulottuu vuodesta 771 vuoteen 2008. Mesoamerikassa on sen perusteella esiintynyt menneisyydessä vakavampia kuivuusjaksoja kuin yksikään 1900-luvun kuivuusjakso. Esimerkkinä tästä on 900-luvulla esiintynyt vakava kuivuusjakso. Kuivuusjaksojen esiintyminen näyttää liittyvän El Niñon ja La Niñan vaihteluihin (El Niño/Southern Oscillation, ENSO). ENSOn lämpimässä vaiheessa Etelä-Yhdysvalloissa ja Pohjois-Meksikossa vallitsee kostea kausi, mutta Mesoamerikan alueella kuivuus. Rekonstruktiossa näkyy myös vaihtelua usean vuosikymmenen jaksolla, joka todennäköisesti liittyy Atlantilla vallitsevaan oskillaatioon (Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO).

Lähde: D. W. Stahle, D. J. Burnette, J. Villanueva Diaz, R. R. Heim, F. K. Fye, J. Cerano Paredes, R. Acuna Soto and M. K. Cleaveland, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1205-z. [tiivistelmä]

Viimeaikainen auringon heikko aktiivisuus vaikutti voimakkaasti pohjoisen pallonpuoliskon säähän, muttei globaaliin lämpötilaan

Auringon aktiivisuuden vaikutusta maapallon pinnan ilmastoon on tutkittu jo kauan. Auringon aktiivisuus korreloi joidenkin sääparametrien kanssa. Esimerkiksi länsituulet ovat heikompia Auringon aktiivisuuden ollessa vähäinen, kuten esimerkiksi 11-vuotisen auringonpilkkujakson minimin aikana. Toistaiseksi on ollut vaikeaa simuloida tätä realistisesti ilmastomalleilla. Uusien satelliittimittausten perusteella Auringosta tulevan ultraviolettisäteilyn vaihtelut ovat suurempia kuin aiemmin on luultu.

Uudessa tutkimuksessa on käytetty näitä uusia mittauksia ilmastomallin tukena ja on selvitelty Auringon aktiivisuuden vaikutuksia maapallon ilmastoon ja säähän. Tutkimuksen tuloksissa Auringon aktiivisuuden minimi vaikuttaa maapallon pinnalla suunnilleen samalla tavalla kuin Pohjois-Atlantin oskillaatio tai arktinen oskillaatio. Viimeaikainen Auringon heikko aktiivisuus näyttää tutkimuksen tuloksien perusteella vaikuttaneen voimakkaasti Pohjois-Euroopan sekä Yhdysvaltojen kylmiin talviin ja Etelä-Euroopan sekä Kanadan lauhoihin talviin. Globaaliin pintalämpötilaan Auringon aktiivisuusminimi ei kuitenkaan näytä vaikuttaneen paljoakaan.

Lähde: Sarah Ineson, Adam A. Scaife, Jeff R. Knight, James C. Manners, Nick J. Dunstone, Lesley J. Gray & Joanna D. Haigh, Nature Geoscience, 2011, DOI: doi:10.1038/ngeo1282. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutos ja maailman ruokatuotanto – haasteita edessä

Maailman väestön määrän arvioidaan jatkavan kasvuaan ja saavuttavan 9 miljardin raja vuonna 2043 sekä 10 miljardin raja vuonna 2083, mutta väestönkasvun odotetaan kuitenkin hidastuvan. Väestön kasvun hidastuminen liittyy suurelta osin kasvavaan hyvinvointiin. Kasvavan hyvinvoinnin mukana seuraa kuitenkin myös kasvava ostovoima ja siksi kulutuksen odotetaan jatkavan kasvuaan ja väestö tulee käyttämään enemmän korkeammin jalostettuja elintarvikkeita. Viimeaikaisten tutkimusten mukaan maailmassa tarvitaan 70 – 100 prosenttia enemmän ruokaa vuoteen 2050 mennessä, jotta lisääntyvän väestön ruokatarve saadaan tyydytettyä (Godfray ja muut, 2010).

Ruoantuottajat joutuvat kuitenkin samaan aikaan kilpailemaan viljelysmaista, vedestä ja energiasta ja merien kalakannat ovat jo nyt ylikalastettuja. Lisäksi on olemassa kiireellinen tarve vähentää maailman ruokatuotannon vaikutusta ympäristöön sekä ilmastoon.

Maailman ruokatuotantoon kohdistuu tulevaisuudessa kolmikantainen haaste:

1) Ruokatuotanto on sopeutettava kasvavan väestön ruoantarpeeseen.
2) Ruokatuotannon sopeuttaminen on tehtävä ympäristön ja yhteiskunnan kannalta kestävällä tavalla.
3) On varmistettava, että maailman köyhimmät ihmiset eivät enää näe nälkää.

Tähän haasteeseen vastaaminen edellyttää muutoksia ruoan alkutuotannossa, varastoinnissa, käsittelyssä ja jakelussa. Tarvittavat muutokset ovat lisäksi hyvin radikaaleja – ne ovat verrattavissa 1700- ja 1800-lukujen teolliseen vallankumoukseen. Ruokatuotannon kasvattaminen tulee olemaan vahvassa roolissa, mutta sitä tulevat rajoittamaan hupenevat resurssit maapallon mantereilla, merillä ja ilmakehässä.

I am proud to be taking part in Blog Action Day OCT 16 2011 www.blogactionday.org

Ruoan hinta on yleisesti laskenut viimeisen sadan vuoden aikana, vaikka joitakin hintapiikkejä (esimerkiksi 1970-luvun öljykriisin aikana) onkin ollut välissä. Yllättäen vuonna 2008 ruoan hinta alkoi nousta nopeasti (tämä kuitenkin rauhoittui taloustaantuman alkaessa). Tälle on esitetty syyksi erilaisia tekijöitä (kuten sijoittajien hintakeinottelu), mutta monien mielestä tämä aloitti nousevan ruoan hinnan jakson, joka liittyy nopeasti kehittyvien maiden lisääntyneeseen tarpeeseen sekä biopolttoaineiden tuotannon aiheuttamaan kilpailuun resursseista.

Miten sitten voimme tuottaa enemmän ruokaa kestävällä tavalla? Aiemmin tällainen tilanne on hoidettu ottamalla lisää maata viljelykseen sekä verottamalla kalakantoja enemmän. Kuitenkin viimeisen 50 vuoden aikana viljasadot ovat kaksinkertaistuneet, mutta viljelysmaan määrä on samaan aikaan lisääntynyt vain yhdeksän prosenttia. Esimerkiksi tuholaisten ja tautien torjunta ovat olleet osaltaan vaikuttamassa maailman ruokatuotannon kaksinkertaistumiseen, mutta taudit kuitenkin edelleen vähentävät maailman ruokasatoa 10 – 16 prosenttia (Chakraborty ja Newton, 2011).

Jonkin verran lisää maata olisi otettavissa ruokatuotantoon, mutta muu ihmisen toiminta myös kilpailee lisämaasta, mikä tekee tästä vaihtoehdosta kalliin ja siksi epätodennäköisen vaihtoehdon, etenkin jos samaan aikaan olisi suojeltava luonnon monimuotoisuutta sekä muita luonnon tarjoamia hyödyllisiä asioita (kuten esimerkiksi sademetsien hiilinielu ja muita ns. ekosysteemipalveluja). Lisäksi käyttökelpoista maata on jo menetetty paljon muun muassa kaupunkien alle ja aavikoitumiseen. Maanviljelyssä on jo nyt käytössä maapallon maa-alueista (jotka eivät ole jään peitossa) noin 12 prosenttia ja on myös esitetty, että käyttökelpoisen maan kestävän käytön rajat alkavat tulla vastaan osuuden lähestyessä 15 prosenttia (Rockström ja muut, 2009).

Ilmaston vaikutus ruokatuotantoon

Ilmastonmuutos tuo mukanaan muutoksia lämpötilassa ja sademäärässä, jotka vaikuttavat sadon määrään ja maan sopivuuteen viljelykselle. Ilmaston lämpenemisen odotetaan tuovan pääasiassa hyödyllisiä muutoksia lauhan vyöhykkeen ruokatuotannolle. Viljelysmaaksi sopivat alueet laajenevat, satokauden pituus kasvaa ja viljalajit tuottavat enemmän satoa. (Schmidhuber ja Tubiello, 2007)

Äärisääilmiöiden yleistyminen kuitenkin heikentää näitä hyötyjä. Välimeren alueelle on odotettavissa enemmän helleaaltoja ja kuivuutta. Lauhalle vyöhykkeelle taas on odotettavissa rankkasateiden ja tulvien lisääntymistä. Rannikoilla myös myrskyjen odotetaan lisääntyvän. Lisäksi laidunmaiden muuttuminen kuivemmaksi saattaa haitata karjataloutta. Kuivemmilla seuduilla maaperä muuttuu entistä kuivemmaksi ja voi muuttua sopimattomaksi viljelylle. Ilmaston lämpenemisen odotetaan myös lisäävän monien tuholaisten levinneisyyttä. Lisäksi tuholaiset selviävät paremmin talven yli ja ovat suurempana haittana kevätsadoille.

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntyminen tuo mukanaan myös muutoksia. Suurempi hiilidioksidipitoisuus hyödyttää monia viljelyskasvilajeja, mutta vaikutuksen suuruus ei ole kovin hyvin selvillä. Vaikutuksen suuruus vaihtelee lajeittain ja lisäksi kastelu- sekä lannoituskäytännöt vaikuttavat asiaan. Hiilidioksidin lisäyskokeissa saatujen tietojen perusteella viljelyskasvien sadot voisivat kasvaa 0 – 20 prosenttia lajista riippuen hiilidioksidipitoisuuden noustessa 550 miljoonasosaan (joka on odotettavissa noin vuonna 2100 – pitoisuus on nykyään noin 390).

Vaikka viljasadot saattavatkin kasvaa hiilidioksidipitoisuuden lisääntyessä, viljan ravintopitoisuus näyttäisi vähenevän. On esimerkiksi tutkimustietoa joidenkin lajien pienenevästä proteiinipitoisuudesta hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa.

Viljelysmaan määrä näyttäisi tutkimusten mukaan säilyvän kokonaisuudessaan suunnilleen samana. Alueellisesti näyttää kuitenkin tulevan muutoksia. Korkeilla leveysasteilla viljelysmaan määrä näyttää kasvavan ilmastonmuutoksen myötä, mutta matalammilla leveysasteilla viljelysmaan määrä näyttää vähenevän suunnilleen vastaavalla määrällä. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kehittyneissä maissa viljelysmaan määrä lisääntyy ja kehitysmaissa vähenee. Lisäksi viljelysmaan laatu heikkenee vielä voimakkaammin kehitysmaissa – hyvälaatuisen viljelysmaan määrä näyttää vähenevän rajusti kehitysmaissa. Hyvälaatuisen viljelysmaan väheneminen aiheuttaa myös sen, että on vähemmän viljalajeja, jotka sopivat kasvatettavaksi. Paikallisesti Afrikka tulee olemaan suurin häviäjä viljelysmaan määrässä, kun taas Venäjä ja Keski-Aasia voittavat eniten viljelysmaan määrässä.

Ilmastonmuutos lisää todennäköisesti myös ruoka- ja vesiperäisten tautien esiintymistä. Tämä saattaa aiheuttaa noidankehän nälänhädästä kärsivillä seuduilla, joissa ruoka- ja vesiperäisten tautien lisääntyminen myös pahentaa nälänhätää, mikä taas altistaa ihmisiä taudeille. Tällaisilla alueilla köyhyys ja jopa kuolleisuus saattavat lisääntyä. Lämpötilan nousun odotetaan myös lisäävän suoraan ruokamyrkytysten (esimerkiksi salmonellan aiheuttamien) määrää. Rankkasateiden lisääntyminen luultavasti lisää vesiperäisten tautien esiintymistä erityisesti alueilla, joissa vesihuolto on huonosti järjestetty.

Ruoan hinnan odotetaan nousevan aluksi pikku hiljaa ilmaston lämmetessä vuoteen 2050 mennessä. Joissakin tutkimuksissa tällä aikavälillä ruoan hinta saattaa jopa laskea hiukan. Vuoden 2050 jälkeen ruoan hinta alkaa tutkimuksien mukaan kuitenkin nousta nopeammin. Joidenkin arvioiden mukaan ruoan hinta saattaa lopulta nousta pelkästään ilmastonmuutoksen takia jopa 80 prosenttia. Samaan aikaan on olemassa muita ruoan hintaa nostavia tekijöitä, joten tulevaisuudessa ruoan hinta saattaa nousta paljon enemmänkin.

Ruokatuotannon vaikutus ilmastoon

Ruokatuotanto aiheuttaa kasvihuonekaasupäästöjä sekä suoraan että maan muokkauksen takia (metsiä kaadetaan ja tilalle tulee viljelysmaita, jolloin metsien hiilinielu poistuu, eikä tilalle tuleva viljelysmaa pysty korvaamaan sitä). Kasvihuonekaasupäästöjen kautta ruokatuotanto siis vaikuttaa ilmastoon. On arvioitu, että maailmanlaajuisesti 20 prosenttia ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöistä tulee ruokatuotannosta. Suomessa ruoan osuus päästöistä on noin 12 prosenttia. Keshitysmaissa ruoan osuus päästöistä on suurempi ja esimerkiksi Sambiassa ruoan osuus päästöistä on noin 67 prosenttia. (Hertwich ja Peters, 2009)

Suurin osa ihmiskunnan metaanin ja dityppioksidin (N2O, ilokaasu) päästöistä tulee maanviljelyksestä. Ihmiskunnan metaanipäästöistä noin 60 prosenttia ja dityppioksidipäästöistä noin 50 prosenttia tulee maanviljelyksestä. Lisäksi maanviljelyksestä ja ruokatuotannon muista vaiheista tulee hiilidioksidipäästöjä. Syötävän ruoan valinta vaikuttaakin merkittävästi kasvihuonekaasupäästöihin (toki ollakseen merkittävä koko maapallon kannalta, suuren osan ihmiskunnasta pitäisi valita ruokia, joiden tuotannosta aiheutuu vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä). Tutkimusten mukaan saman kalorimäärän omaavat ruoka-annokset saattavat erota toisistaan kasvihuonekaasupäästöjen osalta jopa yhdeksänkertaisesti. Saman ravintoarvon omaavien ruoka-annosten kasvihuonekaasupäästöt saattavat erota toisistaan jopa nelinkertaisesti. Lähes kaikissa tutkimuksissa tietyt ruoka-aineet erottuvat muista korkeiden kasvihuonekaasupäästöjensä takia. Tällaisiin tuotteisiin kuuluvat muun muassa eläinkunnan tuotteet ja jotkut paljon tuotantoresursseja kuluttavat kasvituotteet. (Carlsson-Kanyama ja González, 2009)

Ruokatuotantoon liittyy läheisesti maankäyttö – metsien muuntaminen pelloiksi, laitumiksi, tms. Maapallon maa-alasta jo melko suuri osa on joko ihmisen kokonaan tai osittain muuttamaa. Esimerkiksi viljelysmaat ja laitumet kattavat nykyään jo 40 prosenttia maapallon maa-alueiden pinta-alasta. Maankäyttö vaikuttaa sekä ilmakehän koostumukseen että maapallon ekosysteemeihin. Maankäytön on arvioitu aiheuttaneen noin 35 prosenttia ihmiskunnan hiilidioksidipäästöistä vuoden 1850 jälkeen. Maankäyttö vaikuttaa myös paikalliseen ilmastoon muuttamalla maanpinnan energian ja veden kierron tasapainoa. (Foley ja muut, 2005)

Ruokatuotanto saastuttaa ympäristöä muilla tavoin sekä vaikuttaa luonnon monimuotoisuuteen. Maanviljelyn tarvitsemaa kastelua varten ihmiskunta puuttuu veden kiertoon maapallolla (millä on myös oma vaikutuksensa ilmastoon). Maanviljelyssä käytetään myös lannoitteita, joista osa eksyy luontoon ylimääräisenä ravinnekuormana. Ruokatuotantoon liittyvä maankäyttö taas pienentää ja sirpaloittaa elinympäristöjä sekä köyhdyttää maaperää.

Tulevaisuuden haaste ruokatuotannossa

Tulevaisuudessa ihmiskunnan on siis tuotettava paljon enemmän ruokaa kuin nykyään ja tehtävä se ympäristöä säästävällä tavalla. Lisäksi halutaan poistaa nälänhätä maailmasta, mikä tekee haasteesta entistä vaikeamman. Hupenevista resursseistä kilpailevat myös muut ihmisen toiminnot, kuten ruoantuotannon kannalta tärkeänä kilpalijana toimiva bioenergian tuotanto. Tulevaisuudenhaasteita lisää se, että ruoan kulutuksen trendit ovat tällä hetkellä menossa enemmän kuluttavaan suuntaan.

Ilmastonmuutos tulee vaikeuttamaan ruokatuotantoa tulevaisuudessa ja lisäksi ruokatuotannon lisääminen tulee vaikeuttamaan ilmastonmuutosta. Tulevaisuus näyttää siis ruokatuotannon kannalta haasteelliselta, ellei peräti vaikealta.

Tällä kirjoituksella Ilmastotieto osallistuu kansainväliseen blogien toimintapäivään (Blog Action Day 2011), jonka aiheena tänä vuonna on ruoka.

Lähteet:

Annika Carlsson-Kanyama and Alejandro D González, Potential contributions of food consumption patterns to climate change, Am J Clin Nutr May 2009 vol. 89 no. 5 1704S-1709S, doi: 10.3945/​ajcn.2009.26736AA. [tiivistelmä, koko artikkeli]

S. Chakraborty, A. C. Newton, Climate change, plant diseases and food security: an overview, Plant Pathology, Special Issue: Climate Change and Plant Diseases, Volume 60, Issue 1, pages 2–14, February 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Jonathan A. Foley, Ruth DeFries, Gregory P. Asner, Carol Barford, Gordon Bonan, Stephen R. Carpenter, F. Stuart Chapin, Michael T. Coe, Gretchen C. Daily, Holly K. Gibbs, Joseph H. Helkowski, Tracey Holloway, Erica A. Howard, Christopher J. Kucharik, Chad Monfreda, Jonathan A. Patz, I. Colin Prentice, Navin Ramankutty and Peter K. Snyder, Global Consequences of Land Use, Science 22 July 2005: Vol. 309 no. 5734 pp. 570-574, DOI: 10.1126/science.1111772. [tiivistelmä, koko artikkeli]

H. Charles J. Godfray, John R. Beddington, Ian R. Crute, Lawrence Haddad, David Lawrence, James F. Muir, Jules Pretty, Sherman Robinson, Sandy M. Thomas and Camilla Toulmin, Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People, Science 12 February 2010: Vol. 327 no. 5967 pp. 812-818, DOI: 10.1126/science.1185383. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Edgar G. Hertwich and Glen P. Peters, Carbon Footprint of Nations: A Global, Trade-Linked Analysis, Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (16), pp 6414–6420, DOI: 10.1021/es803496a. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Rockström, J., Steffen, W., Noone, K., Persson, Å., Chapin III, S.F., Lambin, E.F., Lenton, T.M., Scheffer, M., Folke, C., Schellnhuber, H.J., Nykvist, B., de Wit, C.A., Hughes, T., van der Leeuw, S., Rodhe, H., Sörlin, S., Snyder, P.K., Costanza, R., Svedin, U., Falkenmark, M., Karlberg, L., Corell, R.W., Fabry, V.J., Hansen, J., Walker, B., Liverman, D., Richardson, K., Crutzen, P., Foley, J.A., 2009. A safe operating space for humanity. Nature 461: 472-475. doi:10.1038/461472a. [tiivistelmä]

Josef Schmidhuber and Francesco N. Tubiello, Global food security under climate change, PNAS December 11, 2007 vol. 104 no. 50 19703-19708, doi: 10.1073/pnas.0701976104. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Kategoria(t): Ilmastonmuutoksen seuraukset. Avainsanat: . 1 Comment »

Auringon uv-säteilyn vähäisyys voi aiheuttaa kylmän talven

Viime syksynä puolalaisten meteorologien kerrottiin ennustaneen meille kylmintä talvea tuhanteen vuoteen. Myöhemmin tieto paljastui osittain väärinkäsitykseksi ja uutisankaksi.

Talven 2011-2012 viralliset vuodenaikaisennusteet, joita voit lukea täältä ja täältä, eivät ennusta meille erityisen kylmää talvea. Iltalehti (11.10.2011) kuitenkin uutisoi meille tulevasta hirmutalvesta. Ovatko viralliset ennusteet siis jättäneet jotakin ottamatta huomioon?

Iltalehden uutinen perustuu Nature Geoscience -lehden nettisivuilla (9.10.2011) julkaistuun tutkimukseen ”Solar forcing of winter climate variability in the Northern Hemisphere”, josta The Daily Mail ja BBC ovat uutisoineet. Asiasta kerrottiin jo 10. lokakuuta myös Ilmastotiedon Twitter- ja Facebook-syötteissä.

Tämän uuden tutkimuksen mukaan auringon uv-säteilyn (ultraviolettisäteilyn) vaihtelu näyttää olevan viisi kertaa voimakkaampaa kuin aiemmin on tiedetty. Tutkijoiden mukaan uv-säteilyn vähäisyys aiheuttaisi kylmiä talvia Pohjois-Euroopassa ja Yhdysvalloissa. Auringon aktiivisuus vaihtelee noin 11 vuoden jaksoissa. Viimeisimmän kolmen kylmän talven aikana auringon aktiivisuus on ollut alhaisimmassa vaiheessaan, jossa se on edelleenkin, mikä enteilee meille kylmää talvea.

Tutkijoiden mukaan vähäinen uv-säteilyn määrä vaikuttaa siten, että stratosfääri (ilmakehän toiseksi alin kerros noin 10-50 kilometrin korkeudella) kylmenee, mikä taas vaikuttaa tuulten voimakkuuteen. Läntinen ilmavirtaus heikkenee ja kylmää ilmaa pääsee purkautumaan meille pohjoisesta. Stratosfäärin kylmeneminen johtuu siitä, että otsonilla on vähemmän uv-säteilyä absorboitavana.

Tutkimus perustuu auringon aktiivisuudesta kerättyihin Nasan uusiin satelliittitietoihin (vuonna 2003 laukaistu SORCE-satelliitti), jotka yhdistettiin Britannian Ilmatieteen laitoksen ilmastomalleihin. Tutkijoiden mukaan auringon aktiivisuuden vaihtelun ja kylmän sään korrelaatio ei ole tulosten mukaan pelkkää sattumaa. Havaittu uv-säteilyn muutos aiheutti ilmastomalleihin liitettynä maanpinnan tasolla paineen ja lämpötilan muuttumisen NAO-syklin (Pohjois-Atlantin oskillaatio eli värähtely, North Atlantic Oscillation) negatiivista vaihetta vastaaviksi.

Pohjois-Atlantin oskillaation negatiivisen vaiheen seurauksena Islannin yllä on korkeapaine, jolloin napa-alueelle siirtyy lämmintä ilmaa etelästä. Samalla napa-alueen kylmä ilmamassa kulkeutuu Islannin itäpuolitse Skandinaviaan ja muualle Eurooppaan. Tällainen Pohjois-Atlantin oskillaation negatiivinen vaihe ei ole harvinainen ilmiö. Harvoin kuitenkaan sama tapahtuu useampana peräkkäisenä talvena. Pohjois-Atlantin oskillaatio on täysin luontainen ilmiö, joskin ilmastonmuutos saattaa osaltaan vaikuttaa siihen. (Joidenkin vielä alustavien ja kiistanalaisten tutkimustulosten mukaan erityisen kylmien talvien todennäköisyys voi ilmastonmuutoksen edetessä aluksi jopa kasvaa meillä Pohjois-Euroopassa. Keskimäärin talvet Suomessa silti lämpenevät.)

Tutkijat tähdentävätkin, ettei auringon uv-säteily ole ainoa talvien säähän vaikuttava tekijä. Jos havainto uv-säteilyn vaihtelun vaikutuksesta kuitenkin pitää paikkansa (siis jos havainnon taustalla olevat Nasan uudet mittaustulokset uv-säteilyn vaihtelun voimakkuudesta pitävät paikkansa), tämä auttaa kehittämään entistä tarkempia pitkän aikavälin vuodenaikaisennusteita.

BBC:n haastattelemat tutkimusryhmän ulkopuoliset asiantuntijat pitävät näitä uusia tutkimustuloksia merkittävinä, mutta he kuitenkin kaipaavat asiasta vielä lisäselvityksiä. Iltalehden mukaan myös Forecan meteorologi Juha Föhr suhtautuu varauksella auringon näin suureen rooliin.

On myös huomattava, että vaikka Pohjois-Euroopassa ja Yhdysvalloissa olisikin talvella poikkeuksellisen kylmää, Etelä-Euroopassa (Välimeren ympäristössä) ja Kanadassa sekä Grönlannissa näyttäisi olevan samaan aikaan leutoa. Koko pohjoinen pallonpuolisko ei siis ole kylmä, eivätkä meidän kylmät talvemme vaikuta koko maapallon keskilämpötilaan. Esimerkiksi kaksi viimeisintä ”kylmää talvea” olivatkin laajemmin tarkasteltuina erittäin lämpimiä:

”Kahden viime talven aikana esiintyneet kylmät jaksot saivat paljon huomiota, mutta lämpimät jaksot olivat paljon merkittävämpiä. Joillakin pohjoisen pallonpuoliskon alueilla koettiin kylmimpiä jaksoja vuosikymmeniin, mutta viime talvien aikana pohjoisella pallonpuoliskolla esiintyi myös erittäin voimakkaita, joskin ilmeisesti uutisarvoltaan vähäisempiä, lämpimiä jaksoja.”

Tutkijat haluavat myös tähdentää, ettei uv-säteilyn muutoksella ja kylmillä talvillamme ole tämän tutkimuksen mukaan mitään tekemistä ilmastonmuutoksen kanssa. Kun auringon aktiivisuuden minimivaihe on ohitettu, seuraavat talvet tulevat olemaan jälleen lämpimämpiä, mikäli tämä uusi tutkimus osoittautuu oikeaksi.

Auringon kokonaissäteily 1970-luvun lopulta satelliittimittauksissa (ACRIM/SORCE). Kyseessä on päiväarvoista laskettu 365 d tasoitus. Kuvan on koostanut Heikki Nevanlinna seuraavista datalähteistä: http://lasp.colorado.edu/sorce/index.htm ja http://www.acrim.com/.

Itse asiassa auringon säteilyteho on kivunnut jo aika ylös kohti edellisen pilkkumaksimin huipputasoa ennakoiden sitä, että pilkkumaksimiin ei ole enää kuin alle 2 vuotta, ehkä vähemmänkin. Säteilytehon suhteen aurinko on siis palannut venähtäneeltä minimikaudelta lähes entisiin lukemiin. Itse pilkkuluvut jäänevät kuitenkin 1900-luvun keskiarvojen alle.

Auringon uv-säteilyn voimakkuus laskettuna aallonpituudelle 250 nm (mid-UV). Se käyttäytyy varsin samalla tavalla kuin kokonaissäteilykin. Kuvan on koostanut Heikki Nevanlinna seuraavista datalähteistä: http://lasp.colorado.edu/sorce/index.htm ja http://www.acrim.com/.

Myös auringon uv-säteilyn voimakkuus käyttäytyy varsin samalla tavalla kuin kokonaissäteilykin. Kasvua minimistä on ollut jo hyvän matkaa. 

Samalla tavoin kuin auringon aktiivisuus vaihtelee 11 vuoden sykleissä, se vaihtelee myös pitemmällä aikavälillä. Esimerkiksi 1600-luvulla oli ns. Maunderin minimi, jolloin auringon aktiivisuus oli heikkoa, eikä vuosikymmeniin ollut kunnolla auringonpilkkuja. Euroopassa tämä aika tunnetaan pienenä jääkautena.

Joidenkin tutkijoiden mukaan ”keskiajan lämpöjaksoa” seurannut pieni jääkausi kesti Euroopassa kaikkiaan lähes 600 vuotta (1300-luvulta 1900-luvun alkuun). Alankomaiden kanavat jäätyivät, mikä on ikuistettu mm. maalauksiin kanavilla luistelevista ihmisistä. Vuonna 1658 Ruotsin kuningas Kaarle X Kustaa yllätti tanskalaiset marssittamalla sotajoukkonsa jäisten salmien yli Tanskaan. Näiden taisteluiden seurauksena Ruotsi sai Tanskalta Skånen. Suomessa pikku jääkausi oli pahimmillaan vuosina 1695-1696, jolloin talvi kuitenkin oli leuto. Kevät tuli varhain, jäät lähtivät järvistä ja toukotyöt aloitettiin jopa helmikuussa. Maaliskuussa pakastui jälleen, järvet jäätyivät ja kesä oli lyhyt. Kesän jälkeen järvet jäätyivät jälleen elokuun alussa (joissakin tiedoissa 8. elokuuta). Seurasi nälänhätä, ja vuosina 1694-1696 noin kolmasosa suomalaisista kuoli nälkään ja kulkutauteihin.

BBC:n mukaan tutkija Mike Lockwood kuitenkin huomauttaa, ettei kyseessä todellisuudessa ollut minkäänlainen jääkausi, vaan väite on täysin tuulesta temmattu. Kylmien talvien määrä Euroopassa kyllä lisääntyi, mutta kylmiä talvia ei ollut katkeamattomana sarjana perätysten. Lockwoodin mukaan Maunderin minimi voisi selittää kylmien talvien osuuden lisääntymisen, mikäli uv-säteilyn voimakkuus vaihtelee pitemmällä aikavälillä yhtä voimakkaasti kuin 11 vuoden syklin aikana.

Nykyinen ilmaston lämpeneminen ei kuitenkaan selity vain auringon säteilyn muutoksilla:

”Auringon aktiivisuudessa on ollut vain vähän tai ei ollenkaan trendiä 1950-luvun jälkeen. Sen seurauksena Auringon ja ilmaston kaikki korrelaatiot loppuivat 1970-luvulla, kun nykyinen ilmaston lämpenemistrendi alkoi.”

Saksalaiset tutkimustulokset kertovat asiasta lisää:

”Aurinko on jo pitkään ollut vähäisen aktiivisuuden tilassa ja on spekuloitu, että se voisi vaipua Maunderin minimin kaltaiseen tilaan. Maunderin minimi oli Auringon vähäisen aktiivisuuden jakso 1600-luvun loppupuolella. Nykykäsityksen mukaan se yhtenä tekijänä aiheutti erityisesti pohjoiselle pallonpuoliskolle erityisen kylmän ajanjakson, jota kutsutaan pieneksi jääkaudeksi. Feulner ja Rahmstorf tutkivat, miten tulevaisuuden ilmasto kehittyisi, jos Aurinko vaipuisi nyt Maunderin minimin kaltaiseen tilaan. — Heidän tuloksiensa perusteella Auringon heikko aktiivisuus vaikuttaa enintään 0,3°C viilentävästi vuoteen 2100 mennessä. Heidän ajojensa tulokset eri kasvihuonekaasujen päästöskenaarioille Auringon normaaliaktiivisuudella olivat 3,7°C tai 4,5°C lämpenemistä vuoteen 2100 mennessä. Näihin verrattuna Auringon heikko aktiivisuus siis vaikuttaisi heidän mukaansa hyvin vähän (lämpeneminen olisi silloin vähintään 3,4°C tai 4,2°C eri päästöskenaarioille). Kasvihuonekaasujen vaikutus näyttäisi siis olevan lähitulevaisuudessa huomattavasti voimakkaampi kuin Auringon aktiivisuuden muutosten vaikutus.”

Ilmatieteen laitoksen tutkija Heikki Nevanlinna on tehnyt auringon säteilyn vaikutuksista erinomaisen koosteen.

Maailmanlaajuisia diagrammeja tarkasteltaessa ilmaston lämpeneminen näkyy selvästi. Ilmasto on lämmennyt myös niinä aikoina, jolloin auringon aktiivisuus on ollut heikko. Ilmastonmuutos ei ole kuitenkaan edennyt suoraviivaisesti, koska sään vaihtelut jatkuvat myös ilmaston lämmetessä. Viimeaikaiset Suomen kylmät talvet olisivat todennäköisesti olleet vielä hiukan kylmempiä ilman ilmastonmuutosta.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 40/2011

Tässä joitakin viime viikolla ilmestyneitä tutkimuksia ilmastoon liittyen. Ne, jotka seuraavat meitä Twitterissä tai Facebookissa, ovat saattaneet jo nähdä ainakin osan näistä.

Meren happamoitumisen erilaisia vaikutuksia kalkkikuoren muodostumiselle

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymisen aiheuttama meren happamoituminen vaikuttaa meressä elävien kalkkikuoristen eliöiden kuoren muodostamiseen. Happamoitumisen ajatellaan yleisesti vaikeuttavan kuorien muodostumista. Meren happamomitumisen vaikutus eri eliölajeihin kuitenkin tunnetaan vielä melko huonosti. Uudessa tutkimuksessa selvitettiin kahden koralliriutoilla elävän huokoseläimen (Amphisorus kudakajimensis ja Calcarina gaudichaudii) kuoren kehittymistä laboratoriossa erilaisilla hiilidioksidipitoisuuksilla (kokeissa käytettiin merivettä ja hiilidioksidipitoisuudet olivat 245, 375, 588, 763 ja 907 tilavuuden miljoonasosaa). A. kudakajimensiksen kuoren muodostus heikkeni korkeammilla hiilidioksidipitoisuuksilla, mutta C. gaudichaudiin kuoren muodostus lisääntyi korkeammilla hiilidioksidipitoisuuksilla. Tarkemmissa tutkimuksissa saatiin viitteitä siitä, että karbonaatti-ioni ja hiilidioksidi vaikuttavat eniten tutkittujen lajien kuoren muodostukseen. Lajien erilainen reaktio korkeampaan hiilidioksidipitoisuuteen saattaa johtua niiden kanssa symbioosissa elävään leväkumppaniin, jotka tutkituilla huokoseläinlajeilla ovat eri lajia.

Lähde: Hikami, M., H. Ushie, T. Irie, K. Fujita, A. Kuroyanagi, K. Sakai, Y. Nojiri, A. Suzuki, and H. Kawahata (2011), Contrasting calcification responses to ocean acidification between two reef foraminifers harboring different algal symbionts, Geophys. Res. Lett., 38, L19601, doi:10.1029/2011GL048501. [tiivistelmä]

Arktinen merijää ajelehtii enemmän tuulten voimistuessa ja jään ohetessa

Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu arktisen merijään ajelehtimisnopeutta satelliittimittauksien perusteella. Lisäksi arvioitiin tuulennopeuden roolia ajelehtimisnopeuden muutoksissa. Tutkimus kattaa aikavälin 1992 – 2009. Tuona aikana arktisen merijään ajelehtimisnopeus lisääntyi keskimäärin kymmenen prosenttia per vuosikymmen. Tähän sisältyy suuria alueellisia eroja, sillä ajelehtimisnopeuden muutos vaihtelee alueellisesti -4 ja 16 prosentin välillä. Suurin osa keskimääräisen ajelehtimisnopeuden muutoksesta tapahtuu vuoden 2004 jälkeen, jolloin keskimääräinen muutos kasvoi noin 46 prosentiksi per vuosikymmen.

Samana aikana tuulennopeus on muuttunut vain 1 – 2 prosenttia. Alueellisesti on kuitenkin tapahtunut suuria muutoksia tuulennopeudessa. Erityisesti arktisen alueen keskiosissa, missä myös merijään ajelehtimisnopeuden muutokset ovat suurimmat, tuulennopeus on kasvanut jopa yhdeksän prosenttia per vuosikymmen. Merijään ajelehtimisnopeuden muutoksien ja tuulennopeuden muutoksien välillä on myös kohtalainen korrelaatio (0,40 – 0,52). Niinpä voidaan olettaa tuulennopeuden muutoksien aiheuttaneen osan muutoksista merijään ajelehtimisnopeudessa ainakin arktisen alueen keskiosissa. Muilla alueilla todennäköisin syy ajelehtimisnopeuden kasvamiseen on merijään ohentuminen.

Lähde: Spreen, G., R. Kwok, and D. Menemenlis (2011), Trends in Arctic sea ice drift and role of wind forcing: 1992–2009, Geophys. Res. Lett., 38, L19501, doi:10.1029/2011GL048970. [tiivistelmä]

Heijastavien kattomateriaalien vaikutus ilmastoon on pieni

Yksi tapa muokata ilmastoa on muuttaa maapallon pinnan heijastuskykyä. Kun maapallo heijastaa enemmän auringonvaloa pois, ilmasto viilenee. Yksi ehdotus heijastuskyvyn muuttamiseksi on käyttää voimakkaasti heijastavia materiaaleja rakennusten katoissa. Tätä menetelmää on pidetty lupaavana aiemmissa mallitutkimuksissa. Uudessa tutkimuksessa on arvioitu, kuinka suuri vaikutus ilmastoon olisi, jos Kaliforniassa alettaisiin käyttää normaalien kattomateriaalien sijasta voimakkaasti heijastavia materiaaleja julkisten rakennusten katoissa. Katot, joissa materiaali korvattaisiin, kattaisivat 4300 hehtaarin alueen.

Tutkimuksen tuloksien mukaan 0,01:n muutos heijastuskyvyssä (eli albedossa) aiheuttaisi viilentävän säteilypakotteen arvoltaan −1.38 wattia per neliömetri. Kaiken kaikkiaan kattomateriaalin muutos Kaliforniassa yllä kuvatulla tavalla viilentäisi ilmastoa kymmenessä vuodessa yhtä paljon kuin 1,76 miljoonan hiilidioksiditonnin poistaminen ilmakehästä. Tämä ei ole kovin suuri luku, sillä Kalifornian vuotuisten kasvihuonekaasupäästöjen on arvioitu olevan lähes 500 miljoonaa tonnia hiilidioksidiksi muutettuna. Suomessakin jo yhdessä vuodessa päästetään ilmakehään hiilidioksidia yli 50 miljoonaa tonnia (ja paljon enemmän jos otetaan myös muut kasvihuonekaasut huomioon). Niinpä heijastavien kattomateriaalien käytöllä ei välttämättä ole ainakaan globaalisti kovin suurta vaikutusta.

Lähde: Richard VanCuren, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0250-2. [tiivistelmä]

Uudessa rekonstruktiossa Pohjois-Amerikassa oli keskiajan lämpökaudella viileämpää kuin nykyään

Pohjois-Amerikasta on tehty uusi, viimeiset 2000 vuotta kattava lämpötilarekonstruktio. Rekonstruktio perustuu 748 paikalta tehtyihin siitepölyanalyyseihin. Rekonstruktio kertoo vuoden lämpimimmän kuukauden lämpötilan. Tuloksien mukaan sekä keskiajan lämpökausi (medieval warm period, MWP, tunnetaan myös nimellä medieval climate anomaly) että pieni jääkausi (little ice age, LIA) olivat viileämpiä kuin nykyään (tässä ”nykyään” tarkoittaa vuosia 1961-1990). MWP näyttää olleen lämpimämpi kuin LIA ehkä koko Pohjois-Amerikan mantereella, mutta ainakin sen pohjois- ja itäosissa.

Lähde: A.E. Viau, M. Ladd, K. Gajewski, Global and Planetary Change, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.09.010. [tiivistelmä]

%d bloggers like this: