Viime viikon ilmastotutkimuksia 45/2011

Tässä on joitakin viime viikolla ilmestyneitä tutkimuksia ilmastoon liittyen. Tiedotamme tutkimuksista heti niiden ilmestyessä 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.

Itämeren hiililähteet ja -nielut

Puolalaiset tutkijat ovat selvittäneet Itämeren hiililähteitä ja -nieluja uudessa tutkimuksessa. Suurin hiilen lähde itämereen tulee maa-alueilta. Sieltä tulee jokien välityksellä 10,9 teragrammaa hiiltä vuodessa (teragramma on 1012 grammaa eli miljardi kilogrammaa). Tästä noin 37,5 prosenttia on orgaanista hiiltä. Hiiltä kulkeutuu Itämerestä Pohjanmerelle 7,67 teragrammaa vuodessa. Itämeren pohjasedimentteihin hautautuu 2,73 teragrammaa hiiltä vuodessa. Myös muita melko merkityksettömiä hiililähteitä ja -nieluja on. Näyttää siltä, että Itämeri päästää hiilidioksidia ilmakehään (1,05 teragrammaa hiiltä vuodessa), eikä toimi hiilinieluna monien muiden merien tapaan. Lisäksi Itämeren orgaaniselle hiilelle näyttää tapahtuvan nettohävikkiä.

Lähde: Kuliński, K. and Pempkowiak, J.: The carbon budget of the Baltic Sea, Biogeosciences, 8, 3219-3230, doi:10.5194/bg-8-3219-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Uusi analyysi globaalista hiilen kierrosta

Uudessa tutkimuksessa on analysoitu suuri määrä ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden mittauksia ja määritetty maapallon suurien hiilidioksidin päästölähteiden ja nielujen välillä vaihtuvat hiilimäärät. Tutkimuksen tuloksien mukaan useamman vuoden aikavälillä tapahtuvan vaihtelun tärkeimmät tekijät ovat maa-alueiden ekosysteemit erityisesti tropiikissa. Maa-alueiden ekosysteemien hiilivirtojen vaihtelua ohjaa suuressa määrin ilmaston vaihtelu. Kun jätetään fossiilisten polttoaineiden ja biomassan poltto pois laskuista, maa-alueiden ekosysteemit ottavat hiiltä keskimäärin noin 3,63 petagrammaa hiiltä vuodessa (petagramma on 1015 grammaa eli tuhat miljardia kilogrammaa) ja meret ottavat noin 1,94 petagrammaa hiiltä vuodessa. Suurin osa maa-alueiden ekosysteemien hiilinielusta on pohjoisilla maa-alueilla. Tropiikin maa-alueiden hiilinielu on noin 0,62 petagrammaa hiiltä vuodessa ja eteläisten maa-alueiden hiilinielu on noin 0,67 petagrammaa hiiltä vuodessa. Pohjois-Amerikan maa-alueiden ekosysteemit ottavat noin 0,89 petagrammaa hiiltä vuodessa.

Lähde: Deng, F. and Chen, J. M., Recent global CO2 flux inferred from atmospheric CO2 observations and its regional analyses, Biogeosciences, 8, 3263-3281, doi:10.5194/bg-8-3263-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmastonmuutoksen odotetaan lisäävän pintavesissä esiintyviä taudinaiheuttajia maailmanlaajuisesti

Ilmastonmuutos tulee todennäköisesti lisäämään taudinaiheuttajien määrää pintavesissä maailmanlaajuisesti. Tämä saattaa lisätä vesiperäisten tautien riskiä. Toistaiseksi taudinaiheuttajien määrän lisääntymistä ei ole tutkittu määrällisesti. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty lämpötilan ja sademäärän vaikutusta pintavesien taudinaiheuttajien määrään. Tutkimuksen tulokset auttavat määrittämään ilmastonmuutoksen mahdollisia vaikutuksia taudinaiheuttajien määrään.

Lähde: Nynke Hofstra, Quantifying the impact of climate change on enteric waterborne pathogen concentrations in surface water, Current Opinion in Environmental Sustainability, doi:10.1016/j.cosust.2011.10.006. [tiivistelmä]

Meren happamoituminen vaikuttaa myös koralleissa symbioosissa eläviin leviin

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin meren happamoitumisen vaikutuksia korallien kalkkirungon muodostumiseen ja koralleissa symbioosissa eläviin yhteyttäviin leviin. Tutkittava korallilaji oli Porites australiensis, joka on yleinen Japanissa. Tutkimuksen tuloksien mukaan meren happamoituminen vähentää kalkkirungon muodostumista ja levien yhteyttämiseen liittyvää fluoresenssia. Lisäksi fluoresenssin ja kalkkirungon muodostumisen välillä näyttää olevan merkitsevä korrelaatio, mikä viittaa siihen, että levien yhteyttämisen ja korallin kalkkirungon muodostumisella on yhteys. Jos sellainen yhteys on olemassa, niin meren happamoitumisen vaikutus symbioosissa elävien levien yhteyttämiseen saattaa entisestään vähentää kalkkirungon muodostumista tällä lajilla. Tutkimuksessa havaittiin myös suuria eroja reaktiossa happamoitumiseen eri koralliyhteisöjen välillä.

Lähde: Akira Iguchi, Saori Ozaki, Takashi Nakamura, Mayuri Inoue, Yasuaki Tanaka, Atsushi Suzuki, Hodaka Kawahata, Kazuhiko Sakai, Effects of acidified seawater on coral calcification and symbiotic algae on the massive coral Porites australiensis, Marine Environmental Research, doi:10.1016/j.marenvres.2011.10.008. [tiivistelmä]

Lämpötilaltaan vaihtelevassa ympäristössä elävät trooppiset hyönteiset kestävät enemmän lämpenemistä

Tropiikissa lämpötilan vaihtelu on suhteellisen vähäistä (vuodenaikojen lämpötiloissa ei ole paljon eroja), joten tropiikissa elävät eliölajit saattavat olla herkempiä lämpötilan muutoksille, kuten ilmaston lämpenemiselle. Tropiikissakin on kuitenkin eliölajeja, joiden elinalueen lämpötila vaihtelee suuresti esimerkiksi suurten korkeusvaihtelujen takia. Tällaiset eliölajit saattavat sietää paremmin ilmaston lämpenemistä. Uuden tutkimuksen mukaan lämpötilaltaan vaihtelevassa ympäristössä elävät trooppiset hyönteiset joka puolella maapalloa sietävät enemmän lämpenemistä. Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että tropiikin alangoilla elävät hyönteiset ovat alttiimpia ilmaston lämpenemiselle kuin vuoristoissa elävät hyönteiset.

Lähde: Bonebrake, Timothy Carlton, and Curtis A. Deutsch, Climate heterogeneity modulates impact of warming on tropical insects, Ecology, doi:10.1890/11-1187.1. [tiivistelmä]

Globaali lämpötila ei korreloi merkitsevästi auringonpilkkujen tai geomagneettisen aktiivisuuden kanssa

Joidenkin tutkimuksien tulokset ovat aiheuttaneet spekulaatioita auringonpilkkujen ja geomagneettisen aktiivisuuden merkittävästä vaikutuksesta viimeisen vuosisadan aikana tapahtuneeseen ilmaston lämpenemiseen. Uudessa tutkimuksessa tätä hypoteesia on testattu vuosien 1868 ja 2008 välillä (tämä aikajakso sisältää auringonpilkkujaksot 11-23). Tutkimuksessa selvitettiin näiden tekijöiden välisten korrelaatioiden tilastollinen merkitsevyys. Odotetusti auringonpilkkuluku ja geomagneettinen aktiivisuus korreloivat keskenään tilastollisesti merkitsevästi. Globaali lämpötila taas ei korreloi tilastollisesti merkitsevästi auringopilkkuluvun eikä geomagneettisen aktiivisuuden kanssa. Tämä analyysi ei siis anna tukea väitteille auringonpilkkuluvun tai geomagneettisen aktiivisuuden merkittävästä roolista maapallon ilmastossa.

Lähde: Love, J. J., K. Mursula, V. C. Tsai, and D. M. Perkins (2011), Are secular correlations between sunspots, geomagnetic activity, and global temperature significant?, Geophys. Res. Lett., 38, L21703, doi:10.1029/2011GL049380. [tiivistelmä]

Päivitetyn datan perusteella ilmaston lämpeneminen johtuu kasvihuonekaasuista

Monien mallisimulaatioihin perustuvien tutkimusten mukaan viime vuosikymmenien ilmaston lämpeneminen on yhdistettävissä kasvihuonekaasujen vaikutukseen. Havaintoihin perustuvia vastaavia tutkimuksia on ollut vähemmän (havainnoista on vaikea nähdä suoraan esimerkiksi lämpenemisen aiheuttaja). Uudessa tutkimuksessa tätä on selvitetty käyttäen päivitettyä dataa maapallon pintalämpötiloista. Tutkimuksessa käytettiin vertailun vuoksi myös muita itsenäisiä datasarjoja. Tutkimuksen tuloksien perusteella ilmaston lämpenemisen syiden selvittämisen kannalta ei ole merkitystä, mitä tarjolla olevista datasarjoista käytetään. Tutkimuksen tuloksien perusteella suurin syy 1950-luvun jälkeiseen ilmaston lämpenemiseen on kasvihuonekaasujen vaikutus.

Lähde: Jones, G. S. and P. A. Stott (2011), Sensitivity of the attribution of near surface temperature warming to the choice of observational dataset, Geophys. Res. Lett., 38, L21702, doi:10.1029/2011GL049324. [tiivistelmä]

Grönlannissa oli useita nykyistä lämpimämpiä jaksoja tuhansia vuosia sitten, mutta ilmaston lämpeneminen ottaa eroa kiinni

Grönlannissa oli äskettäin ennätyksellisen lämmintä ja jää suli ennätyksellisen nopeasti. Tämä lisäsi huolta Grönlannin jäätikön kohtalosta ilmaston lämmetessä. Grönlannin osalta ei kuitenkaan tiedetä tarkasti, kuinka paljon lämpenemisestä johtuu kasvihuonekaasuista ja kuinka paljon luonnollisesta vaihtelusta. Uudessa tutkimuksessa on pyritty parantamaan tietoamme luonnollisesta vaihtelusta. Tutkimuksessa tehtiin Grönlannin lämpötilarekonstruktio 4000 vuoden ajalta jääkairanäytteisiin perustuen. Rekonstruktio kertoo Grönlannin pinnan lumen lämpötilan. Grönlannin lumen keskimääräinen lämpötila viimeisen 4000 vuoden aikana oli −30,7 °C ja lämpötila laski tuona aikana noin 1,5 celsiusastetta. Tämä on sopusoinnussa aikaisempien tutkimusten kanssa. Grönlannin lumen viime vuosikymmenen (2001-2010) keskiarvo oli −29.9 °C. Rekonstruktion alkupuolella näkyy useita jaksoja, jolloin lämpötila oli korkeampi kuin nykyään. Tämänhetkinen lämpötilan kymmenvuotinen keskiarvo ei siis näytä ylittäneen Grönlannissa vallitsevan luonnollisen lämpötilanvaihtelun rajoja viimeisen 4000 vuoden aikana. Ilmastomallien ennusteiden mukaan Grönlannin lämpötila tulee kuitenkin ylittämään luonnollisen vaihtelun rajat ennen vuotta 2100, jos kasvihuonekaasupäästöt jatkuvat.

Lähde: Kobashi, T., K. Kawamura, J. P. Severinghaus, J.-M. Barnola, T. Nakaegawa, B. M. Vinther, S. J. Johnsen, and J. E. Box (2011), High variability of Greenland surface temperature over the past 4000 years estimated from trapped air in an ice core, Geophys. Res. Lett., 38, L21501, doi:10.1029/2011GL049444. [tiivistelmä]

Ilmastopakotteiden ja takaisinkytkentöjen pystysuuntainen analyysi korostaa veden kierron tärkeää roolia

Ilmaston pakotteet ja takaisinkytkennät määritellään yleensä ilmakehän yläpinnalta, mutta ilmastoherkkyys viittaa muutokseen maapallon pinnalla. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty, kuinka ilmakehän yläpinnalla vaikuttavat prosessit vaikuttavat merien ja maa-alueiden energiavarastoihin ja maapallon pinnan lämpötilaan. Tutkimuksen tuloksien mukaan lämpötilan, vesihöyryn ja pilvien takaisinkytkennät vaikuttavat enemmän maapallon pinnan turbulentin energian vaihtoon kuin säteilyenergian vaihtoon.

Lämpötilan takaisinkytkentä (maapallo lämpenee ja säteilee siksi enemmän lämpöenergiaa avaruuteen) lisää tutkimuksen tuloksien perusteella maapallon pinnan turbulentin energian menetystä 2,87 wattia per neliömetri ja säteilyenergia vähenisi 0,60 wattia per neliömetri lämpötilan muuttuessa yhdellä celsiusasteella (eli kummankin vaikutus on viilentävä). Vesihöyryn takaisinkytkentä taas vähentää turbulentin energian menetystä 1,07 wattia per neliömetri ja lisää säteilyenergiaa 0,89 wattia per neliömetri lämpötilan muuttuessa yhdellä celsiusasteella (tässä siis kummankin vaikutus on lämmittävä). Pilvien takaisinkytkentä vähentää turbulentin energian menetystä 0,43 wattia per neliömetri ja vähentää säteilyenergiaa 0,24 wattia per neliömetri lämpötilan muuttuessa yhdellä celsiusasteella (tässä kokonaisvaikutus on siis lievästi lämmittävä).

Lämpötilan takaisinkytkennän vaikutus on siis voimakkaasti viilentävä, kun taas vesihöyryn takaisinkytkentä lämmittää voimakkaasti ja pilvien takaisinkytkentä lämmittää hieman. Nämä vaikutukset ovat hyvin samankaltaisia kuin aiemmissa tutkimuksissa saadut tulokset. Turbulentin energian vaihdossa haihdunta on erittäin tärkeässä asemassa, joten tämän tutkimuksen tulokset korostavat veden kierron tärkeää roolia maapallon ilmastossa. Tutkimuksen tulos on siis samansuuntainen kuin suurimmassa osassa aiempia tutkimuksia, mutta veden kierrolle saadaan suurempi rooli.

Lähde: Michael Previdi and Beate G. Liepert, The vertical distribution of climate forcings and feedbacks from the surface to top of atmosphere, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1233-8. [tiivistelmä]

Tutkijat yhdistävät merenpinnan nousun maapallon ytimen prosesseihin ja esittävät sen vaikuttavan myös ilmaston lämpenemiseen

Van Allenin vyöhykkeet ovat maapallon ympärillä olevia plasmavyöhykkeitä. Eteläisen pallonpuoliskon kohdassa, jossa Van Allenin vyöhykkeet ovat lähinnä maapallon pintaa, sijaitsee Etelä-Atlantin anomaliaksi kutsuttu alue. Tällä alueella esiintyy normaalia enemmän säteilyä, minkä takia esimerkiksi alueen yli lentävät satelliitit täytyy suojata ilmiöltä. Uudessa tutkimuksessa esitetään yhteys Etelä-Atlantin anomalian ja merenpinnan nousun välille, jotka tutkimuksen tiivistelmän mukaan ovat nousseet samaan aikaan viimeisen kolmensadan vuoden aikana. Yhteys perustuu ilmiöiden samanaikaisesti tapahtuneeseen kehitykseen ja joidenkin tilastollisten testien sanotaan tukevan yhteyden olemassaoloa. Yhden selityksen mukaan alueella vallitseva voimakkaampi säteily olisi hiljalleen lämmittänyt maapalloa ja siten alkanut nostaa meren pintaa. Tässä uudessa tutkimuksessa tarjotaan selitykseksi maapallon ytimen prosessien aiheuttamia muutoksia maapallon pintaan ja sen seurauksena myös merenpintaan. Tutkijat eivät pysty selittämään samanaikaista lämpenemistä, mutta toteavat kuitenkin, että ilmiöiden korrelaatio viittaa siihen, että ilmaston lämpenemistä ohjaavat ainakin osittain maapallon ytimen prosessit satojen vuosien aikaskaalalla.

Tutkimuksen tiivistelmä on kirjoitettu melko varomattomasti, kun käytetään termiä ”global warming”, joka yleensä on yhdistetty viimeisten vuosikymmenien aikana tapahtuneeseen voimakkaaseen globaaliin lämpenemiseen, vaikka nyt on kyseessä hidas satojen vuosien aikana tapahtunut lämpeneminen. Tätä tutkimusta tullaan luultavasti käyttämään kasvihuonekaasujen aiheuttamaa ilmaston lämpenemistä vastaan tiettyjen tahojen toimesta ja tutkimuksen tiivistelmässä käytetyt sanamuodot tekevät sen helpoksi. Kyseessä on kuitenkin eri asia.

Lähde: A. De Santis, E. Qamili, G. Spada, P. Gasperini, Geomagnetic South Atlantic Anomaly and global sea level rise: a direct connection?, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, doi:10.1016/j.jastp.2011.10.015. [tiivistelmä]

Luoteis-Yhdysvaltojen joet ovat lämpenemässä

Jokiveden lämpötila on tärkeä tekijä joen ekosysteemille. Ilmaston lämmetessä myös jokien odotetaan lämpenevän. Uudessa tutkimuksessa on mitattu Yhdysvaltojen luoteisosien jokien lämpötilakehitystä vuosien 1980 ja 2009 välillä. Tutkimukseen kuului 11 säänneltyä ja seitsemän luonnontilaista jokea. Kaikki luonnontilaiset joet lämpenivät tilastollisesti merkitsevästi. Joet lämpenivät kaikkina vuodenaikoina paitsi keväällä, jolloin havaittiin tilastollisesti merkitsevää viilenemistä. Muiden vuodenaikojen lämpeneminen oli kuitenkin niin voimakasta, että kokonaisuudessaan joet lämpenivät. Tärkein tekijä jokien lämpenemisen aiheuttajana oli ilman lämpeneminen. Säännellyissä joissa muutokset olivat samankaltaisia kuin luonnontilaisissa, mutta säänneltyjen jokien muutokset eivät olleet tilastollisesti merkitseviä, koska niiden virtausta kontrolloitiin ihmisten toimesta. Näyttää siis siltä, että Luoteis-Yhdysvaltojen joet ovat lämpenemässä. Lämpenemisen jatkuminen tulee aiheuttamaan ongelmia joissa eläville ja lisääntyville lohikaloille.

Lähde: D. J. Isaak, S. Wollrab, D. Horan and G. Chandler, Climate change effects on stream and river temperatures across the northwest U.S. from 1980–2009 and implications for salmonid fishes, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0326-z. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Grangerin kausaalisuustestin mukaan kasvihuonekaasut ovat aiheuttaneet ilmaston lämpenemisen

Atmospheric Science Letters

Viime vuosikymmenien ilmaston lämpenemisen syiden ja varsinkin eri syiden suhteellisen osuuden selvittämiseen on yleensä käytetty ilmastomalleja. Uudessa tutkimuksessa asiasta tehdään sen sijaan Grangerin kausaalisuustesti. Yleensä tilastolliset menetelmät tarjoavat vain tietoa siitä, onko kahdella asialla mahdollinen yhteys toisiinsa, mutta Grangerin kausaalisuustesti antaa lisäksi tietoa siitä, kumpi vaikuttaa toiseen. Tekijöiden muutoksien ajoittumisella on tässä testissä suuri rooli. Tässä kausaalisuustestissä paljastuu selvä signaali kasvihuonekaasujen vaikutukselle mukaan 1900 puolivälin jälkeisen lämpenemiseen. Sen sijaan ilmaston luonnolliseen vaihteluun vaikuttaville tekijöille kausaalisuustesti ei anna roolia ilmaston lämpenemisessä.

Lähde: Alessandro Attanasio, Antonello Pasini, Umberto Triacca, A contribution to attribution of recent global warming by out-of-sample Granger causality analysis, Atmospheric Science Letters, DOI: 10.1002/asl.365. [tiivistelmä]

Vuosien 1998-2008 kuivuus Australiassa saattaa olla pahin 200 vuoteen

Uudessa tutkimuksessa on tehty rekonstruktio sademäärästä Kaakkois-Australiassa vuosien 1783 ja 1988 välillä (tästä myöhempien vuosien sademäärästä on käytettävissä suoria mittauksia). Tuloksien perusteella 70 prosenttia kuivista vuosista osui 1900-luvulle. On myös hyvin todennäköistä, että vuosien 1998 ja 2008 välillä sattunut kuivuusjakso oli pahin sen jälkeen, kun eurooppalaiset asuttivat Australian. Vuosien 1840 ja 1988 välillä rekonstruktiossa näkyy selvästi yhteys El Niño -oskillaation (El Niño–Southern Oscillation, ENSO) sekä Tyynenmeren oskillaation (Inter-decadal Pacific Oscillation, IPO) ja sademäärän välillä.

Lähde: Joëlle Gergis, Ailie Jane Eyre Gallant, Karl Braganza, David John Karoly, Kathryn Allen, Louise Cullen, Rosanne D’Arrigo, Ian Goodwin, Pauline Grierson and Shayne McGregor, On the long-term context of the 1997–2009 ‘Big Dry’ in South-Eastern Australia: insights from a 206-year multi-proxy rainfall reconstruction, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0263-x. [tiivistelmä]

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

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

Twitter-kuva

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

Facebook-kuva

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

Google+ photo

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

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: