Viime viikon ilmastotutkimuksia 51/2011

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. Edellisten viikkojen julkaisut löytyvät ilmastouutiset-sivulta.

Vedenpuutteesta kärsivien määrä on lisääntynyt rajusti

Viime vuosikymmenien aikana ihmiskunnan vedenkäyttö on lisääntynyt yli kaksinkertaiseksi. Tämän seurauksena eri puolilla maailmaa on kärsitty saatavilla olevan veden niukkuudesta. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty maapallon makean veden tilannetta vuosien 1960 ja 2001 välillä ottaen huomioon ilmaston vaihtelun, kasvavan veden tarpeen, pohjavesitilanteen ja meriveden käytön suolanpoistomenetelmiä käyttäen.

Tutkimuksen tuloksien mukaan vedenpuutteesta kärsivän väestön määrä on lisääntynyt huomattavasti kasvavan veden tarpeen seurauksena. Suurin määrä uudesta veden tarpeesta on mennyt kasteluun, jossa vedenkäyttö on yli kaksinkertaistunut tutkimusjakson aikana. Tutkimuksessa arvioitiin 800 miljoonan ihmisen (27 prosenttia sen aikaisesta väestöstä) kärsineen vedenpuutteesta vuonna 1960. Vuodelle 2000 arvio vedenpuutteesta kärsivien ihmisten määräksi oli 2,6 miljardia (43 prosenttia sen aikaisesta väestöstä).

Lisääntynyt vedenkäyttö näyttää olevan tärkein tekijä vedenpuutteen lisääntymiselle esimerkiksi Intiassa ja Pohjois-Kiinassa. Äkillisen, vakavan vedenpuutteen syynä taas on useimmiten ilmaston vaihtelu (esimerkiksi voimakkaat kuivuusjaksot). Joissakin tapauksissa äkillinen vedenpuute on johtunut lisääntyneestä vedenpuutteesta. Näin on tapahtunut esimerkiksi joissakin nousevien talouksien tapauksissa, kuten esimerkiksi Intiassa, Turkissa, Romaniassa ja Kuubassa.

Lähde: Wada, Y., van Beek, L. P. H., and Bierkens, M. F. P., Hydrol. Earth Syst. Sci., 15, 3785-3808, doi:10.5194/hess-15-3785-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Monet maapallon heijastuskykyyn liittyvät ilmastonmuokkaustoimet ovat ilmastonmuutoksen pysäyttämisen kannalta hyödyttömiä

Maapallon pinnan heijastuskyvyn muuttamiseksi ja siten ilmastonmuutoksen lieventämiseksi on ehdotettu monia erilaisia toimia, jotka koskevat esimerkiksi aavikkoalueita, kaupunkeja ja maanviljelystä. Tällaisten keinojen potentiaali on kuitenkin usein rajallinen sekä teholtaan että vaikutusalueeltaan erityisesti verrattuna ilmakehässä tai avaruudessa tehtyihin heijastuskykyä muokkaaviin toimiin. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty maapallon pinnalla tehtyjen heijastuskykyä muokkaavien toimien tehoa ilmastomallien simulaatioilla. Tutkimuksessa simuloitiin aavikon, kaupungin ja maanviljelysalueen pinnan heijastuskyvyn muokkauksen vaikutusta ilmastoon.

Tutkimuksen tuloksien perusteella kyseisten ilmastonmuokkaustoimien vaikutus vaihtelee voimakkaasti vuodenaikojen mukaan. Lisäksi toimien vaikutus näyttää suurimmaksi osaksi rajoittuvan vain alueelle, jossa kyseiset muokkustoimet on tehty. Kaupunkien ja viljelysalueiden pinnanmuokkauksen viilentävä vaikutus on globaalisti hyvin pieni, mutta näilläkin toimilla voi olla joitakin paikallisia hyötyjä varsinkin, koska ne on tehty alueilla, joissa asuu ihmisiä. Aavikoiden pinnanmuokkauksella voi olla globaaleja vaikutuksia, mutta vaikutus näyttää olevan pienempi kuin esimerkiksi auringonvarjostukseen perustuvilla, avaruudessa tehtävillä ilmastonmuokkaustoimilla. Aavikonmuokkauksella näyttää olevan erityisen voimakas vaikutus sademääriin varsinkin paikallisesti. Yksikään näistä ilmastonmuokkaustoimista ei ole riittävä pysäyttämään ilmastonmuutosta. Aavikonmuokkauksella on jonkinlainen globaali vaikutus, mutta kaupunkien ja maanviljelysalueiden muokkauksella on lähinnä vain pieni paikallinen vaikutus.

Lähde: Irvine, P. J., A. Ridgwell, and D. J. Lunt (2011), Climatic effects of surface albedo geoengineering, J. Geophys. Res., 116, D24112, doi:10.1029/2011JD016281. [tiivistelmä]

Yhdysvaltojen kesälämpötilat saattavat nousta luonnollisen pitkäaikaisen vaihtelun yläpuolelle vuoteen 2020 mennessä

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty mallisimulaatioiden (A1B-skenaariolla) avulla ilmastonmuutoksen vaikutuksia kesäsäähän Yhdysvaltojen manneralueilla. Tutkimuksen tuloksien mukaan kesälämpötilat nousevat pysyvästi ilmaston pitkän aikavälin luonnollisen vaihtelun yläpuolelle ennen vuotta 2020. Ilmaston luonnollisen vuotuisen vaihtelun yläpuolelle kesälämpötilat nousevat eri tahtiin eri paikoissa. Kesälämpötila nousee pysyvästi luonnollisen vuotuisen vaihtelun yläpuolelle joillakin alueilla (ertyisesti Yhdysvaltojen lounaisosissa) ennen vuotta 2030 ja joillakin alueilla (koilliset ja eteläiset alueet) vasta 2100-luvulla. Lämpeneminen näyttää olevan voimakkainta Yhdysvaltojen keskiosissa, vaikka lämpeneminen ei siellä nousekaan nopeimmin luonnollisen vaihtelun yläpuolelle.

Lähde: Mark D. Zelinka, Stephen A. Klein, Dennis L. Hartmann, Computing and Partitioning Cloud Feedbacks using Cloud Property Histograms. Part II: Attribution to Changes in Cloud Amount, Altitude, and Optical Depth, Journal of Climate 2011, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00249.1. [tiivistelmä]

Miten pilvisyys muuttuu ilmaston lämmetessä?

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty pilvisyyden muutoksia ilmaston lämmetessä. Tutkimus tehtiin 11 ilmastomallin simulaatioilla, joilla selvitettiin pilvisyyden määrän, korkeuden ja optisen syvyyden muutoksia. Tuloksien mukaan pilvien takaisinkytkentä ilmaston lämpenemiselle on keskimäärin positiivinen (eli lämpenemistä voimistava) sekä pitkä- että lyhytaaltoiselle säteilylle. Lyhytaaltoisen säteilyn takaisinkytkentä on voimakkuudeltaan lähes kaksinkertainen pitkäaaltoisen säteilyn takaisinkytkentään verrattuna.

Tärkein pilvien pitkäaaltoisen säteilyn takaisinkytkentään vaikuttava tekijä on pilvien yläpinnan nousu korkeammalle ilmaston lämpenemisen myötä. Pilvien määrän väheneminen vähentää pitkäaaltoisen säteilyn takaisinkytkennän voimakkuutta. Toisaalta pilvien väheneminen aiheuttaa lyhytaaltoiselle säteilylle voimakkaan positiivisen takaisinkytkennän. Kokonaisuudessaan pilvien väheneminen aiheuttaakin positiivisen takaisinkytkennän ilmaston lämpenemiselle. Pilvien väheneminen vaikuttaa eri säteilylajeille erisuuntaisen vaikutuksen, minkä vuoksi voimakkaimmaksi pilvien takaisinkytkentään vaikuttavaksi tekijäksi nousee pilvien korkeuden muuttuminen ilmaston lämpenemisen myötä. Korkeilla leveysasteilla esiintyvään negatiiviseen pilvien takaisinkytkentään näyttäisi vaikuttavan eniten pilvien optisen syvyyden muuttuminen, eikä pilvien kokonaismäärän lisääntyminen, kuten yleisesti otaksutaan.

Lähde: Mark D. Zelinka, Stephen A. Klein, Dennis L. Hartmann, Computing and Partitioning Cloud Feedbacks using Cloud Property Histograms. Part II: Attribution to Changes in Cloud Amount, Altitude, and Optical Depth, Journal of Climate 2011, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00249.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Puhdistetulla hiilivoimalla voi olla yllättäviä sivuvaikutuksia

Hiilivoimaloita on suuri määrä toiminnassa ja rakenteilla maailman kasvavan energiantarpeen tyydyttämiseksi. Monet voimaloista on varustettu tekniikoilla, joilla voidaan vähentää muun muassa voimaloiden rikkipäästöjä. Näiden tekniikoiden aiheuttamia seurauksia voimaloiden aerosolipäästöille, ja etenkin niiden paikallisille vaikutuksille pilviin, ei ole toistaiseksi tutkittu. Uudessa tutkimuksessa on mitattu hiilivoimaloiden aerosolipäästöjen hiukkaskokoja. TUtkimuksessa havaittiin, että puhdistustekniikat kylläkin vähentävät voimaloiden rikkipäästöjä ja muita hiukkaspäästöjä, mutta yllättäen puhdistustekniikat näyttävät lisäävän hyvin pienikokoisten (halkaisijaltaan 1 – 10 nanometriä) hiukkasten päästöjä. Tällaiset pienikokoiset hiukkaset ovat hyvin tehokkaita pilvien tiivistymisytimien esiasteita. Tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että pienten hiukkasten päästöt luultavasti muuttavat pilvien mikrofysiikkaa sekä sadannan voimakkuutta paikallisesti hiilivoimalan läheisyydessä. Pienten hiukkasten ympärille muodostuvan veden myötä muodostuu hyvin pieniä vesipisaroita, minkä vuoksi vettä on tarjolla vähemmän suurille vesipisaroille ja sateen muodostumiselle. Onkin mahdollista, että hiilivoimaloiden puhdistustekniikat aiheuttavat paikallisesti usein toistuvien sateiden harvinaistumista ja harvemmin tapahtuvia voimakkaampia sadekuuroja. On mahdollista, että vuotuinen sademäärä jopa vähenee merkittävästi hiilivoimaloiden lähialueilla.

Lähde: Junkermann, W., Vogel, B., and Sutton, M. A., The climate penalty for clean fossil fuel combustion, Atmos. Chem. Phys., 11, 12917-12924, doi:10.5194/acp-11-12917-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Uusi tarkka 20 miljoonan vuoden rekonstruktio ilmakehän hiilidioksidipitoisuudesta: ”Reconstruction of a continuous high-resolution CO2 record over the past 20 million years” van de Wal, R. S. W., de Boer, B., Lourens, L. J., Köhler, P., and Bintanja, R., Clim. Past, 7, 1459-1469, doi:10.5194/cp-7-1459-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Miten koralliyhdyskunnat selvisivät menneistä nopeista lämpenemisjaksoista? ”The evolution of mid Paleocene – early Eocene coral communities: How to survive during rapid global warming” J. Zamagni, M. Mutti, A. Košir, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, doi:10.1016/j.palaeo.2011.12.010. [tiivistelmä]

– Hansenin ja muiden uusi tutkimusartikkeli maapallon energian epätasapainosta: ”Earth’s energy imbalance and implications” Hansen, J., Sato, M., Kharecha, P., and von Schuckmann, K., Atmos. Chem. Phys., 11, 13421-13449, doi:10.5194/acp-11-13421-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Hiilidioksidin mittauksia ja onnistuneita mallisimulaatioita neljässä ulottuvuudessa: ”Three-dimensional variations of atmospheric CO2: aircraft measurements and multi-transport model simulations” Niwa, Y., Patra, P. K., Sawa, Y., Machida, T., Matsueda, H., Belikov, D., Maki, T., Ikegami, M., Imasu, R., Maksyutov, S., Oda, T., Satoh, M., and Takigawa, M., Atmos. Chem. Phys., 11, 13359-13375, doi:10.5194/acp-11-13359-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 50/2011

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.

Selvitys Suomessa havaituista tornadoista

Uudessa tutkimuksessa on selvitelty Suomessa havaittuja tornadoja (eli trombeja) vuosien 1796 ja 2007 välillä. Tutkimuksessa muodostettiin kaksi havaintosarjaa. Historiallinen havaintosarja (1796 – 1996) koottiin sanomalehtien arkistojen ja muiden historiallisten lähteiden perusteella. Moderni havaintosarja koostuu Ilmatieteen laitokselle ja sanomalehdille lähetetyistä silminnäkijöiden ilmoituksista vuosien 1997 ja 2007 välillä. Kokonaisuudessaan havaintoja kertyi 298, joista 129 on historiallisessa havaintosarjassa ja 169 modernissa havaintosarjassa. Modernin havaintosarjan perusteella vuosittain nähdään keskimäärin 14 tornadoa. Voimakkaita (F2 tai vahvempi) tornadoja havaitaan keskimäärin joka toinen vuosi. Kaikki tornadohavainnot Suomessa on tehty huhtikuun ja marraskuun välisenä vuodenaikana. Muiden pohjoismaiden tapaan Suomessa havaitaan eniten tornadoja heinä-elokuussa. Päivänajoista illalla 17:00 ja 18:59 välisenä aikana havaitaan eniten tornadoja.

Tämä tutkimus on jo uutisoitu kesällä, mutta se ilmestyi virallisesti vasta nyt Monthly Weather Review -julkaisussa.

Lähde: Jenni Rauhala, Harold E. Brooks, David M. Schultz, Monthly Weather Review 2011, doi: http://dx.doi.org/10.1175/MWR-D-11-00196.1. [tiivistelmä]

Kuu saattaa vaikuttaa säähän

Uudessa tutkimuksessa ehdotetaan kuun vuorovesivoimien vaikuttavan ilman kiertoliikkeisiin (erityisesti Rossby-aaltoon) troposfäärin yläosassa. Tutkimuksessa löydettiin kuun 27,3 päivää kestävän kierron vaikutus troposfäärin yläosasta ja vaikutus näyttää olevan voimakkain molempien pallonpuoliskojen korkeilla leveysasteilla. Vaikutus vaihtelee paikallisesti ollen voimakas Pohjois-Amerikan keskiosien ja Brittein saarien yläpuolella. Kuun vaikutuksen lisäämisen säämalleihin odotetaan parantavan sääennusteiden tarkkuutta.

Lähde: Krahenbuhl, D. S., M. B. Pace, R. S. Cerveny, and R. C. Balling Jr. (2011), Monthly lunar declination extremes’ influence on tropospheric circulation patterns, J. Geophys. Res., 116, D23121, doi:10.1029/2011JD016598. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutos ajaa perhoslajien ja niiden isäntäkasvien levinneisyysalueita erilleen

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin ilmastonmuutoksen vaikutusta perhosten ja niiden isäntäkasvien levinneisyysalueisiin. Tutkimuksessa käytettiin tarkoitukseen suunniteltua mallia, jonka avulla arvioitiin 36 Euroopassa elävän perhoslajin ja niiden toukkien isäntäkasvien levinneisyysalueen muutoksia ilmaston lämmetessä. Tutkimuksen tuloksien mukaan suurimmalla osalla perhoslajeista ilmasto rajoittaa levinneisyyttä. Euroopan lämpimämmillä alueilla ja siellä vallitseviin suuriin kosteusolosuhteiden vaihteluihin sopeutuneet lajit näyttäisivät selviävän ilmastonmuutoksesta muita lajeja paremmin. Näilläkin lajeilla kuitenkin havaittiin levinneisyysalueen muuttuvan verrattuna isäntäkasvien levinneisyysalueeseen. Niillä perhoslajeilla, joita jo nyt rajoittaa isäntäkasvin levinneisyys, ilmaston lämpeneminen aiheuttaa enemmän ongelmia. Eniten näyttäisivät kärsivän perhoslajit, joiden isäntäkasvin levinneisyysalue on jo nykyään hyvin rajoittunut. Lisäksi näyttää siltä, että mitä pahempi ilmastonmuutos on, sitä enemmän perhoslajien ja isäntäkasvien levinneisyysalueiden yhteensopivuus kärsii.

Lähde: Oliver Schweiger, Risto K. Heikkinen, Alexander Harpke, Thomas Hickler, Stefan Klotz, Otakar Kudrna, Ingolf Kühn, Juha Pöyry, Josef Settele, Increasing range mismatching of interacting species under global change is related to their ecological characteristics, Global Ecology and Biogeography, Special Issue: QUO VADIS, ECOSYSTEM? SCENARIOS AS A TOOL FOR LARGE-SCALE ECOLOGICAL RESEARCH, Volume 21, Issue 1, pages 88–99, January 2012, DOI: 10.1111/j.1466-8238.2010.00607.x. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Kalifornian laaksotammet kerääntyvät veden äärelle ilmaston lämmetessä

Mallisimulaatioiden perusteella eliölajit siirtyvät yleisesti maapallon napoja ja korkeampia paikkoja kohti ilmaston lämmetessä, eli yleisesti ottaen siirtymisen odotetaan tapahtuvan viileämpiä elinalueita kohti. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Kalifornian laaksoissa elävän tammilajin, laaksotammen (Quercus lobata), elinalueiden muutoksia ilmaston lämmetessä. Tutkimuksessa käytettiin tietokonemallia ja käytännön havaintoja.

Tutkimuksessa havaittiin, että tammen taimien kasvupaikat rajoittuvat pintavettä sisältäville alueille voimakkaammin kuin aikuisten yksilöiden kasvupaikat. Lisäksi taimilla lämpötilan sietoalue näytti olevan aikuisia yksilöitä kapeampi. Tammien elinalueet eivät muuttuneet yksinkertaisesti pohjoiseen ja korkeammalle, kuten mallien simulaatioiden perusteella voisi odottaa, vaan tammen elinalueet näyttivät keskittyvän vesialueiden ympärille ilmaston lämmetessä.

Lähde: B.C. Mclaughlin, E.S. Zavaleta, Predicting species responses to climate change: demography and climate microrefugia in California valley oak (Quercus lobata), Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02630.x. [tiivistelmä]

Ilmasto lämpenee, mutta Tsekeissa helleaaltojen aiheuttama kuolleisuus vähenee

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty helleaaltojen aiheuttamaa kuolleisuutta Tsekeissä vuosien 1986 ja 2009 välillä. Tutkimuksien tuloksien mukaan helleaallot aiheuttavat nykyään vähemmän kuolemia, vaikka ilmasto on lämmennyt (johtopäätös säilyy, vaikka kaikki ilmaston lämpenemisen vaikutukset otetaan huomioon). Todennäköisiksi syiksi ilmiölle ehdotetaan viime vuosikymmenien talouskasvua ja väestön lisääntynyttä tietoisuutta helteen vaaroista. Tämä tulos saattaa merkitä sitä, että ilmastonmuutoksella saattaa olla suhteellisen pieni vaikutus helleaaltojen aiheuttamaan kuolleisuuteen verrattuna muihin tekijöihin.

Lähde: Jan Kyselý and Eva Plavcová, Declining impacts of hot spells on mortality in the Czech Republic, 1986–2009: adaptation to climate change? Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0358-4. [tiivistelmä]

Äärimmäisen korkeita lämpötiloja esiintyy nykyään kymmenen kertaa useammin kuin 1900-luvun alussa

Ilmaston lämpenemiselle on monia erilaisia todisteita. Yksi näistä on äärimmäisten ilmastotapahtumien, kuten ennätyksellisten lämpötilojen, lisääntyminen. Uudessa tutkimuksessa äärimmäisen korkeiden lämpötilojen esiintymistä on tarkasteltu maailmanlaajuisesti. Tutkimuksen tuloksien mukaan äärimmäisen korkeita lämpötiloja esiintyi vuosien 1999-2008 välillä kymmenen kertaa useammin kuin vuosina 1900-1929. Äärimmäisen korkeiden lämpötilojen esiintyminen lisääntyi tropiikissa enemmän kuin korkeilla leveysasteilla. Tämä kehitys ei ole nähtävissä keskimääräisiä lämpötiloja tarkasteltaessa. Vuosien 2002 ja 2008 välillä sekä äärimmäisen korkeiden että äärimmäisen matalien lämpötilojen esiintyminen näyttivät lisääntyvän samanaikaisesti. Tutkijoiden mukaan tämän jakson aikana myös maapallon lämpeneminen oli hitaampaa kuin aiemmin. Äärimmäisen korkeiden lämpötilojen esiintyminen lisääntyi enemmän päivän minimilämpötiloissa kuin päivän maksimilämpötiloissa (eli yleisesti ottaen esiintyi enemmän äärimmäisen korkeita yölämpötiloja). Äärimmäisen matalien lämpötilojen esiintymisessä ei näy samanlaista eroa minimi- ja maksimilämpötilojen välillä.

Lähde: Lalith Munasinghe, Tackseung Jun and David H. Rind, Climate change: a new metric to measure changes in the frequency of extreme temperatures using record data, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0370-8. [tiivistelmä]

Biopolttoaineiden päästövähennystavoitteiden saavuttaminen on vaikeaa Pohjois-Euroopassa

EU-direktiivin mukaan biopolttoaineiden olisi aiheutettava 35 prosentin kasvihuonekaasupäästöjen vähennys niiden syrjäyttämiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Uuden tutkimuksen mukaan Ruotsissa ja yleensäkin Pohjois-Euroopassa on vaikeaa saavuttaa tämä päästövähennysvaatimus. Ruotsissa esimerkiksi on yli 50 prosentin mahdollisuus, ettei päästövähennysvaatimuksia pystytä täyttämään. Lisäksi huonon sadon vuosina biopolttoaineet voivat aiheuttaa jopa enemmän päästöjä kuin fossiiliset polttoaineet.

Vuonna 2009 Euroopan Unioni otti käyttöön uusiutuvia energialähteitä koskevan direktiivin, jossa asetettiin tavoitteeksi lisätä uusiutuvan energian osuutta 20 prosenttiin kaikesta käytetystä energiasta. Direktiivi määräsi, että liikenteessä käytetystä polttoaineesta kymmenen prosenttia olisi oltava uusiutuvaa polttoainetta. Biopolttoaineiden tuotannolle direktiivi määräsi, että biopolttoainetuotannon on lievennettävä ilmastonmuutosta päästämällä 35 prosenttia vähemmän kasvihuonekaasuja kuin fossiiliset polttoaineet. Lisäksi biopolttoaineiden päästövähennys nousee 50 prosenttiin vuonna 2017.

Biopolttoainetuotannolle tämä direktiivi on haasteellinen, sillä biopolttoaineisiin tarvittavan sadon tuotannon maankäyttö väistämättä aiheuttaa voimakkaana kasvihuonekaasuna tunnetun dityppioksidin (N₂O) päästöjä. Dityppioksidin päästöt aiheutuvat typpilannoituksesta ja typen kierrosta ympäristössä. Aikaisemmissa tutkimuksissa on jo havaittu, että jotkut biopolttoaineet saattavat jopa päästää enemmän kasvihuonekaasupäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet. On myös olemassa mallitutkimuksia, joiden mukaan EU-direktiivin biopolttoaineiden tuotannolle asettamia rajoituksia ei voida saavuttaa monissa olosuhteissa.

Dityppioksidi on luonnossa esiintyvä ja kemiallisesti vakaa kaasu. Kasvihuonekaasuna se on voimakas, sillä sen ilmaston lämmityspotentiaali on 300 kertaa hiilidioksidin lämmityspotentiaali. Dityppioksidin pitoisuuden lisäys pysyy ilmakehässä noin sata vuotta. Dityppioksidia syntyy luonnossa pääasiassa maaperän mikrobien toiminnasta. Ihmisen toimesta dityppioksidia syntyy eniten maanviljelyksestä, kun typpipohjaiset lannoitteet ovat lisääntyneet ja maanviljelys on levinnyt laajemmalle. Maanviljelys onkin maapallon suurin dityppioksidin lähde. Maanviljelyksen osuudeksi maapallon dityppioksidipäästöistä on arvioitu 65 – 80 prosenttia. Ilmakehän dityppioksidipitoisuus on noussut viime vuosina 0,25 prosenttia vuodessa.

Bensiinin poltosta aiheutuu kasvihuonekaasupäästöjä (hiilidioksidiksi muutettuna) 83,8 grammaa per tuotettu megajoule (megajoule, eli miljoona joulea, on energian yksikkö). Biopolttoaineiden päästövähennys on oltava vähintään 35 prosenttia, joten biopolttoainetuotannosta on siten aiheuduttava kasvihuonekaasupäästöjä maksimissaan 54,5 grammaa per megajoule. Uudessa ruotsalaistutkimuksessa on keskitytty dityppioksidiin liittyvään ongelmaan.

Tutkimuksessa selvitettiin kuinka paljon biopolttoainetuotanto Ruotsissa nykyisiä menetelmiä käyttäen voi aiheuttaa dityppioksidipäästöjä, jotta pysytään vielä päästörajojen sisällä? Laskennassa määritettiin biopolttoaineiden tuotannon kaikkien vaiheiden kasvihuonekaasupäästöt bioenergiakasvien viljelyssä syntyvää dityppioksidia lukuun ottamatta. Tämä vähennettiin sallitusta kokonaispäästöstä (54,5 gramma per megajoule), jolloin jäljelle jäi dityppioksidin osuus. Tulokseksi saatiin, että bioenergiakasvien viljelystä ei saa aiheutua enempää päästöjä kuin 2 kilogrammaa N₂O-N hehtaarille vuosittain (tutkimuksessa käytetty yksikkö N₂O-N on dityppioksidin päästökerroin, joka on N₂O x 28/44, eli dityppioksidina ilmaistuna arvo olisi noin 3,1 kilogrammaa hehtaarille vuosittain).

Seuraavaksi selvitettiin se, että päästäänkö bioenergiakasvien viljelyksessä tarvittavan alhaisiin dityppioksidipäästöihin Ruotsissa. Tähän käytettiin kahdella maatilalla tehtyjä mittauksia. Toisella maatilalla dityppioksidipäästöt vaihtelivat välillä 1,9 – 2,9 kilogrammaa N₂O-N hehtaarille vuosittain. Lisäksi tällä tilalla sadot olivat pieniä. Toisella tilalla päästöt olivat alhaisemmat vaihdellen välillä 0,5 ja 1,1 kilogrammaa N₂O-N hehtaarille vuosittain. Vastaavia tutkimuksia on tehty aiemmin muissa maissa ja kun niitä analysoidaan näiden uusien Ruotsin tuloksien kanssa, niin keskimääräiset dityppioksidipäästöt ovat 3,1 kilogrammaa N₂O-N hehtaarille vuosittain. Lannoitetuilla paikoilla dityppioksidipäästöt ovat korkeammat kuin lannoittamattomilla.

Edellä esitetyistä luvuista käy ilmi, että toisen maatilan mittausten perusteella päästövähennystavoite ei ole saavutettavissa. Jopa sellaisessa tilanteessa, että koko biopolttoaineiden tuotantoketju käyttäisi pelkästään uusiutuvaa energiaa, tämän tilan päästöluvuilla ei saavutettaisi 35 prosentin päästövähennystavoitetta. Toisella tilalla taas on saavutettavissa jopa 40 prosentin päästövähennykset hyvinä satovuosina. Pelkästään uusiutuvaa energiaa tuotantoketjussa käyttäen tämän tilan päästöarvoilla voitaisiin saavuttaa jopa 70 prosentin päästövähennykset parhaina vuosina.

Tutkimuksen tuloksien mukaan näyttää siis siltä, että jos biopolttoaineiden tuotanto tehdään tehokkaasti siten, että saadaan hyvä sato ja dityppidioiksidipäästöt ovat vähäiset, niin on mahdollista saavuttaa vaadittu 35 prosentin päästövähennys fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Lisäksi näyttää siltä, että se on käytännössäkin mahdollista ainakin Ruotsissa tietyissä olosuhteissa.

Toisaalta huonon sadon vuosina ja kun sadon kasvatusalustana on orgaaninen maaperä, biopolttoainetuotannon kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt saattavat ylittää fossiilisten polttoaineiden kasvihuonekaasupäästöt tuotettua polttoaineyksikköä kohden. Yleisesti ottaen dityppidioksidipäästöt ovat Ruotsissa ja muuallakin Pohjois-Euroopassa sellaiset, että on yli 50 prosentin mahdollisuus, ettei 35 prosentin päästövähennystavoitteeseen ylletä. Lisäksi Ruotsin dityppidioksidin päästöarvioiden perusteella näyttää siltä, että biopolttoaineiden tuotannon päästöt ylittävät usein 35 prosentin päästövähennystavoitteen.

Lähde: Kasimir Klemedtsson, Å. and Smith, K. A., The significance of nitrous oxide emission due to cropping of grain for biofuel production: a Swedish perspective, Biogeosciences, 8, 3581-3591, doi:10.5194/bg-8-3581-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 49/2011

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.

Tuulivoiman kasvihuonekaasupäästöt

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu laajamittaisen tuulivoiman käyttöönotosta aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjä. Tutkimuksen tuloksien mukaan tuulivoima aiheuttaa kasvihuonekaasupäästöjä noin 4 – 14 prosenttia tuulivoiman korvaamaan fossiilisiin polttoaineisiin nojaavaan energiatuotantoon verrattuna. Uuden tuulivoimakapasiteetin rakentamisen osuus tuulivoiman kasvihuonekaasupäästöistä on 64 prosenttia ja olemassaolevan tuulivoimakapasiteetin uudistuksien osuus on 38 prosenttia. Tuulivoima näyttää kaikissa tapauksissa aiheuttavan vähemmän päästöjä kuin fossiilisiin polttoaineisiin perustuva energiantuotanto.

Lähde: Anders Arvesen and Edgar G Hertwich 2011, Environmental implications of large-scale adoption of wind power: a scenario-based life cycle assessment, Environ. Res. Lett. 6 045102 doi:10.1088/1748-9326/6/4/045102. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Maaperän jäätymisen maksimisyvyys on vähentynyt Euraasian pohjoisosissa

Viime vuosikymmeninä korkeiden leveysasteiden alueilla, erityisesti pohjoisella pallonpuoliskolla (arktisella alueella), on tapahtunut suuria muutoksia. Merijään laajuus ja paksuus on vähentynyt. Jäätiköt ovat menettäneet jäämassaansa. Myös maaperässä tapahtuu muutoksia maaperän jäätymiseen liittyen. Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu maaperän jäätymisen muuttumista tarkemmin. Tutkimus keskittyi Euraasian alueille, joissa maaperä on jäässä vain talviaikaan (tosin hiukan ikiroudan alueita kuului myös mukaan tutkimukseen). Tutkimuksessa käytettiin maaperän lämpötilan mittauksia 423 mittausasemalta, joista 387 oli ikirouta-alueen ulkopuolella. Talven aikainen maaperän jäätymisen maksimisyvyys määritettiin edellä mainituilta 387 asemalta.

Tuloksien mukaan vuosien 1930 ja 2000 välillä maaperän jäätymisen maksimisyvyys on vähentynyt keskimäärin noin 4,5 senttimetriä vuosikymmenessä kokonaisvähennyksen ollessa 31,9 senttimetriä. Jäätymissyvyydessä näkyy vaihtelua vuosikymmenien aikajaksolla. Jäätymissyvyydessä ei havaittu merkittäviä muutoksia ennen 1960-luvun loppupuolta, mutta sitten jäätymissyvyys väheni voimakkaasti 1990-luvun alkupuolelle. Tämän jälkeen ilmeisesti ainakin vuoteen 2008 asti jäätymissyvyydessä ei näy merkittäviä muutoksia. Tutkijoiden mukaan jäätymissyvyyden Voimakas väheneminen 1960-1990 -luvuilla saattaa liittyä Pohjois-Atlantin oskillaatioon. On kuitenkin huomattava, että jos Pohjois-Atlantin oskillaatio olisi ainoa jäätymissyvyyttä määräävä tekijä, niin silloin jäätymissyvyys vuorotellen lisääntyisi ja vähentyisi. Nyt jäätymissyvyydessä on kuitenkin ollut pitkällä aikavälillä selvää vähenemistä, vaikka Pohjois-Atlantin oskillaatio aiheuttaakin siihen voimakasta vaihtelua.

Lähde: Oliver W Frauenfeld and Tingjun Zhang 2011, An observational 71-year history of seasonally frozen ground changes in the Eurasian high latitudes, Environ. Res. Lett. 6 044024 doi:10.1088/1748-9326/6/4/044024. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmastonmuutos uhkaa kilpikonnalajeja

Ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos on jo aiheuttanut muutoksia luonnon monimuotoisuuteen vaikuttamalla suoraan tai epäsuorasti lajien levinneisyyteen. Ilmastonmuutoksen on arveltu vaikuttavan erityisen voimakkaasti vaihtolämpöisiin eläinlajeihin, kuten liskoihin. Maapallon liskolajien onkin jo havaittu taantuneen laajamittaisesti.

Maapallon makean vesien kilpikonnalajeista puolet ovat uhanalaisia ja ilmastonmuutos saattaa vaikeuttaa tätä tilannetta entisestään. Uudessa tutkimuksessa on arvioitu maailman kilpikonnalajien tulevaisuutta ilmaston lämmetessä lajien levinneisyysmalleja käyttäen tulevaisuuden eri ilmastoskenaarioilla.

Tutkimuksen tuloksien mukaan lämpötila on tärkeä tekijä levinneisyysalueiden määrittäjänä suurimmalla osalla kilpikonnalajeista (kilpikonnilla on lämpötilasta riippuvia fyysisiä tekijöitä, kuten sukupuolen määräytyminen lämpötilan perusteella). Näyttää siltä, että levinneisyysalueet tulevat supistumaan merkittävästi, mikä vähentää populaatioiden kokoja ja lopulta vähentää lajien määrää. Jopa 86 prosentilla lajeista levinneisyysalue saattaa supistua tulevaisuudessa ja näistä 12 prosentilla tuleva levinneisyysalue on kokonaan nykyisen ulkopuolella. Ilmastonmuutos saattaakin aiheuttaa levinneisyysalueiden mentyksiä ja sirpaloitumista, mitkä saattavat aiheuttaa vakavan uhkan useille kilpikonnalajeille.

Lähde: Flora Ihlow, Johannes Dambach, Jan O. Engler, Morris Flecks, Timo Hartmann, Sven Nekum, Hossein Rajaei, Dennis Rödder, On the brink of extinction? How climate change may affect global Chelonian species richness and distribution, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02623.x. [tiivistelmä]

Vuodet 2009 ja 2010 lämpimimpiä kun lyhytaikainen vaihtelu poistetaan globaalista lämpötila-analyysistä

Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu viittä globaalia lämpötila-analyysia (pintalämpötila-analyysit: GISS, HadCRUT, NCDC ja alemman ilmakehän satelliittianayysit: RSS, UAH) niiden yhteiseltä aikajaksolta vuodesta 1979 lähtien. Kaikkien viiden analyysin lämpötilamuutokset ovat yhdenmukaisia (trendit vaihtelevat välillä 0,014 – 0,018 celsiusastetta per vuosi). Tutkimuksessa poistettiin lisäksi analyysien datasta tunnettujen tekijöiden (El Niño, tulivuorien aerosolit, auringon aktiivisuuden vaihtelu) aiheuttama lyhytaikainen vaihtelu. Tämän jälkeen ilmaston lämpeneminen näkyy entistä selvemmin. Alemman ilmakehän lämpötilan satelliittianalyyseissä El Niñon ja tulivuorien vaikutus näkyy paljon selvemmin kuin pintalämpötila-analyyseissä. Lyhytaikaisen vaihtelun poistamisen jälkeen lämpenemisen määrä pysyy melko samana, mutta virherajat ovat pienemmät ja lämpeneminen säilyy tasaisempana koko tarkastelujakson aikana. Lyhytaikaisen vaihtelun poistamisen jälkeen vuodet 2009 ja 2010 ovat kaksi lämpimintä vuotta kaikissa viidessä analyysissä.

Lähde: Grant Foster and Stefan Rahmstorf 2011, Global temperature evolution 1979–2010, Environ. Res. Lett. 6 044022 doi:10.1088/1748-9326/6/4/044022. [tiivistelmä, Full text]

Ilmastonmuutoksen aiheuttamien terveydenhoitokustannusten arvioidaan nousevan miljardeihin euroihin Euroopassa

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty ilmastonmuutoksen aiheuttamia terveysongelmia Euroopassa ja niiden hoidosta aiheutuvia kuluja tulevaisuudessa. Tutkimuksessa erotettiin lämpötilan muutoksista aiheutuvan kuolleisuuden, salmonellabakteerin vaikutuksien ja rannikoiden tulvimisesta johtuvien mielenterveysongelmien aiheuttamat terveydenhuoltokulut muusta ihmiskunnan kehityksestä johtuvista terveydenhuoltokulujen muutoksista. Tilanne arvioitiin kahdelta ajanjaksolta: 2011-2040 ja 2071-2100.

Lämpötilan muutoksista aiheutuneet muutokset ihmisten kuolleisuuteen ovat sekä positiivisia (kylmän aiheuttamat kuolemat vähenevät talvella) että negatiivisia (kuumuuden aiheuttamat kuolemat lisääntyvät kesällä). Lämpötilan liittyvät kuolleisuusmuutokset saattavat aiheuttaa jopa 100 miljardin euron vuotuiset kustannukset Euroopan terveydenhuollossa vuoteen 2100 mennessä. Kuolleisuus muuttuu kuitenkin eri tavoin Euroopan eri maissa. Salmonellabakteerin leviäminen aiheuttaa tutkimuksen tuloksien mukaan vuosittain satojen miljoonien eurojen kulut vuoteen 2100 mennessä. Rannikoiden tulvimisen aiheuttamat mielenterveysongelmat (kuten masennus) näyttävät aiheuttavan vuotuisia terveydenhuoltokustannuksia jopa 1,5 miljardia euroa vuoteen 2100 mennessä.

Lähde: Paul Watkiss and Alistair Hunt, Projection of economic impacts of climate change in sectors of Europe based on bottom up analysis: human health, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0342-z. [tiivistelmä]

Tiedejulkaisulta on tulossa erikoisnumero keskiajan ilmastosta

Keskiajan lämpökausi on aihe, jota on tutkittu paljon ja joka on ollut kiistanalainen kymmenien vuosien ajan. Ei ole paljon epäilystä siitä, että pitkittyneillä poikkeuksellisilla jaksoilla ilmastossa on selvä vaikutus ihmiskuntaan. Tämän ovat jo viime vuosikymmenien tapahtumat osoittaneet. Erikoisnumerolla keskiajan ilmastosta pyritään lisäämään tietoa keskiajan lämpökaudesta ja auttamaan tulevia tutkimuksia aiheesta.

Lähde: Henry F. Diaz, Global and Planetary Change, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.10.014. [tiivistelmä]

Carbon Budget 2010 -raportti: Fossiilisten polttoaineiden hiilipäästöt suuremmat kuin koskaan ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus korkeimmillaan 800 000 vuoteen

Vuonna 2010 fossiilisten polttoaineiden aiheuttamat hiilipäästöt olivat suuremmat kuin koskaan aiemmin ihmiskunnan historiassa, kertoo tällä viikolla julkaistu Carbon Budget 2010 -raportti. Yhä suurempi osa maapallon energiasta tuotetaan hiilellä, ja päästöjen kasvu on jälleen kiihtynyt vuosien 2008-2009 talouskriisin aikana tapahtuneen notkahduksen jälkeen.

Ruskohiiltä käyttävä voimala Saksassa. Kuva: Matthias17, Creative Commons Attribution 2.0 -lisenssi (Nimeä 2.0).

Hiilipäästöt fossiilisista polttoaineista ja sementin tuotannosta olivat viime vuonna 9,1 petagrammaa (Pg) eli miljardia tonnia, mikä tarkoittaa 33,4 Pg:n hiilidioksidipäästöjä. Hiilipäästöt ovatkin nyt 49 % korkeammat kuin vuonna 1990, joka on Kioton sopimuksen vertailuvuosi.

Metsien hävittäminen ja muut maankäytön muutokset aiheuttivat vuonna 2010 hiilipäästöjä hieman aiempaa vähemmän, noin 0,9 Pg. Yhteensä ihmiskunnan hiilipäästöt fossiilisista polttoaineista, sementin tuotannosta ja maankäytön muutoksista olivat siis 10,0 Pg. Tästä 50 % päätyi ilmakehään, 26 % sitoutui metsiin ja muihin maaekosysteemeihin sekä 24 % meriin. Vuosina 1958-2010 maaekosysteemit ja meret ovat onnistuneet sitomaan kaikkiaan 56 % ihmiskunnan hiilipäästöistä.

Vuoden 2010 aikana hiilipäästöt kasvoivat 5,9 %. Tästä kasvusta 52 % johtuu hiilen energiakäytön lisääntymisestä varsinkin Kiinassa ja Intiassa sekä pienemmältä osin myös sementin tuotannosta. Päästöjen kasvusta määrällisesti suurin osa tuli järjestyksessä lueteltuna Kiinasta (vuonna 2010 hiilipäästöjen kasvu 10,4 %), Yhdysvalloista (+4,1 %), Intiasta (+9,4 %), Venäjältä (+5,8 %), EU:sta (+2,2 %) ja Japanista (+6,8 %). Kuitenkin Kiinan ja Intian lisäksi myös monien muiden kehittyvien maiden prosentuaalinen päästöjen kasvu on ollut voimakasta (Brasilia +11,6 %, Etelä-Korea +9,2 %, Indonesia +7,9 %, Saudi-Arabia +7,3 %), vaikka päästöjen kokonaismäärä onkin vielä selvästi edellä mainittuja valtioita pienempi.

Eniten hiilipäästöjä tuottaneet valtiot vuonna 2010 olivat järjestyksessä lueteltuina Kiina, Yhdysvallat, Intia, Venäjä, Japani, Saksa, Iran, Etelä-Korea, Kanada, Saudi-Arabia, Yhdistynyt kuningaskunta (Britannia), Indonesia, Meksiko, Etelä-Afrikka, Brasilia, Italia (ml. San Marino), Australia, Ranska (ml. Monaco), Puola ja Thaimaa.

Asukasta kohden lasketuissa päästöissä näistä yli neljän tonnin hiilipäästöihin vuodessa ylsivät suurimmasta alkaen lueteltuina Saudi-Arabia, Yhdysvallat, Australia ja Kanada. Yli kolmen tonnin päästöihin pääsivät myös Venäjä ja Etelä-Korea. Sen sijaan kiinalaisten asukasta kohden lasketut päästöt jäivät selvästi alle kahden tonnin ja intialaisten noin puoleen tonniin. Vertailun vuoksi mainittakoon, että suomalaisten asukaskohtaiset päästöt ovat noin 3,2 tonnia hiiltä vuodessa.

Kiinan ja Venäjän hiilipäästöistä iso osa syntyy muihin maihin kaupattavien vientituotteiden tuotannosta. Varsinkin Yhdysvaltoihin, Japaniin, Saksaan ja Isoon-Britanniaan tuodaan runsaasti muualla tuotettuja paljon hiilidioksidipäästöjä aiheuttaneita tuotteita.

Fossiilisista polttoaineista syntyvät hiilipäästöt ovat pienentyneet aina taloudellisten vaikeuksien aikaan. Näin ovat vaikuttaneet öljykriisi ja Yhdysvaltojen velkakriisi 1970-luvulla, Neuvostoliiton romahtaminen, Aasian talouskriisi ja viimeisimpänä globaali talouslama 2008-2009. Talouden elvyttämiskeinojen ja kehittyvien maiden talouskasvun seurauksena päästöjen kasvu on kuitenkin sen jälkeen kiihtynyt.

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli teollisen vallankumouksen alkaessa (vuonna 1750) noin 278 ppm (parts per million eli tilavuuden miljoonasosaa). Vuonna 2010 se kasvoi 2,36 ppm ja saavutti lukeman 389,6 ppm, joka on korkein ainakin 800 000 vuoteen.

Hiilidioksidipitoisuuden vuotuinen kasvu 1970-luvulla oli keskimäärin 1,3 ppm, 1980-luvulla 1,6 ppm ja 1990-luvulla 1,5 ppm. Viimeisimmän vuosikymmenen 2000-2009 aikana vuotuinen kasvu on ollut keskimäärin 1,9 ppm; pienimmillään se oli vuonna 2000 (1,22 ppm) ja suurimmillaan vuonna 2002 (2,40 ppm).

Viime viikon ilmastotutkimuksia 48/2011

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.

Maailman merien happipitoisuus on vähentynyt

Uusi tutkimus raportoi maailman merien pintavesien happipitoisuuden vähentyneen 1970- ja 1990-lukujen välisenä aikana lähes maailmanlaajuisesti. Keskimäärin happipitoisuus väheni noin 0,9 mikromoolia per litra. Voimakkainta hapen väheneminen oli molempien pallonpuoliskojen keskileveysasteilla lähellä alueita, joissa vesi vaihtuu pinnan ja syvän meren välillä.

Noin 15 prosenttia globaalista hapen vähenemisestä voidaan selittää meren sekoittuneen kerroksen lämpenemisellä, mikä on alentanut veden kykyä varastoida happea. Loput hapen vähenemisestä on selitettävissä syvemmän meren ja pintavesien sekoittumisen yleisellä vähenemisellä. Tutkijat ehdottavat, että merien vähentynyt sekoittuminen johtuu lämpimämpien pintavesien aiheuttamalla merien kerrostuneisuuden lisäyksellä. Tutkimuksen havainnot ovat sopusoinnussa ilmastomallien happitilanteen muuttumisesta antamien tuloksien kanssa.

Lähde: Helm, K. P., N. L. Bindoff, and J. A. Church (2011), Observed decreases in oxygen content of the global ocean, Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2011GL049513. [tiivistelmä]

Jään sulaminen paljastaa esineistöä muinaisesta peuranmetsästyksestä Etelä-Norjassa

Uudessa tutkimuksessa on analysoitu Etelä-Norjan vuoristoalueelta sulavan jään alta paljastuneita esineitä, jotka liittyvät peuranmetsästykseen. 2000-luvun alussa lämpimät kesät sulattivat Etelä-Norjan jäätiköitä voimakkaasti. Tämän seurauksena sulavan jään alta paljastui jäänteitä muinaisista peuranmetsästyksistä. Vuoden 2006 kesä ja syksy olivat lämpimiä ja löytyneiden esineiden määrä kasvoi huomattavasti. Pelkästään Opplandin läänin alueelta löydettiin yli sata esinettä. Vuonna 2009 Juvfonnen jäätikköalueella tehtiin tutkimuksia ja löydettiin rauta-ajalta peräisin oleva metsästystukikohta. Sieltä löytyi noin 600 esinettä.

Juvfonnen esineistä 13:lle tehtiin radiohiiliajoitus. Ajoitus antoi tulokseksi kaksi eri ajanjaksoa eri esineiden iäksi; vuodet 246 – 534 ja vuodet 804 – 898. Nämä ajanjaksot vastaavat kyseisellä alueella ajanjaksoja, jolloin kesät olivat lämpimiä, eli peuranmetsästys näyttää alueella rajoittuneen pääasiassa lämpimiin ajanjaksoihin, jolloin peuralaumat kokoontuivat korkeammalle vuoristoon häiritseviä hyönteisiä pakoon. Tärkeä seikka löydetyissä esineissä on myös se, että ne olivat erittäin hyvin säilyneitä, mikä viittaa siihen, että ne ovat saattaneet olla jään peitossa siitä asti, kun ne ovat alunperin jään alle hautautuneet.

Lähde: Atle Nesje, Lars Holger Pilø, Espen Finstad, Brit Solli, Vivian Wangen, Rune Strand Ødegård, Ketil Isaksen, Eivind N. Støren, Dag Inge Bakke, Liss M Andreassen, The climatic significance of artefacts related to prehistoric reindeer hunting exposed at melting ice patches in southern Norway, The Holocene November 30, 2011 0959683611425552, doi: 10.1177/0959683611425552. [tiivistelmä]

Todisteita Atlannin merivirtojen heikkenemisen aiheuttamista ilmaston viilenemisistä muinoin Pohjois-Amerikassa

Menneen ilmaston mittaussarjojen ja ilmastomallien simulaatioiden perusteella Atlantin merivirroilla saattaa olla suuri rooli maapallon ilmastonmuutosten etenemisessä. Mittaustiedot menneiden aikojen tapahtumista Atlantin valtameressä viittaavat siihen, että holoseenin alkuvaiheessa Atlantin merivirroissa tapahtui lukuisia heikkenemisiä. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole saatu kunnon todisteita siitä, että nämä olisivat vaikuttaneet ilmastoon Atlantiin yhteydessä olevilla mantereilla. Uudessa tutkimuksessa esitetään uusi hapen isotooppeihin perustuva lämpötilarekonstruktio Pohjois-Amerikasta (Massachusettsista). Tässä rekonstruktiossa näkyy nopeita viilenemisiä holoseenin alkuvaiheessa. Viilenemiset tapahtuivat noin 10600, 9500, 9200, 8800 ja 8400 vuotta sitten. Nämä viilenemiset näyttävät taphtuneen samaan aikaan kuin Atlantin merivirtojen heikkenemiset, joten niiden välillä on luultavasti yhteys. Näyttää siis siltä, että Atlantin merivirtojen heikkenemiset aiheuttivat nopean ilmaston viilenemisen Pohjois-Amerikan mantereella. Samanainen tapahtuma on mahdollinen myös tulevaisuudessa, jos Atlannin merivirroissa tapahtuu muutoksia ilmaston lämpenemisen myötä, kuten joissakin ennusteissa on esitetty.

Lähde: Juzhi Hou, Yongsong Huang, Bryan N Shuman, W Wyatt Oswald, David R Foster, The Holocene November 30, 2011 0959683611427329, doi: 10.1177/0959683611427329. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutoksen myötä kasvit tulevat kärsimään sekä kuivista että märistä olosuhteista

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden, lämpötilan ja sademäärän vaihtelun odotetaan kasvavan lähitulevaisuudessa. Toteutuessaan tämä tulee aiheuttamaan kasveille kuivien ja märkien ääriolosuhteiden esiintymistä. Liian kuivat olosuhteet haittaavat kasvien vedensaantia ja liian märät olosuhteet haittaavat kasvien hapensaantia. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty, miten kasvien liian kuivien ja liian märkien olosuhteiden esiintyminen muuttuu tulevaisuudessa. Tutkimuksen tuloksien mukaan molemmat tulevat lisääntymään ilmaston lämmetessä. Lisäksi molemmat olosuhteet tulevat esiintymään enenevässä määrin samalla alueella (eivät tosin samanaikaisesti). Tutkimuksen tuloksien perusteella näiden olosuhteiden lisääntyminen näyttää haittavan eniten jo nyt uhanalaisia lajeja. Tällä hetkellä yleisemmät lajit näyttävät sietävän tulevia muuttuvia olosuhteita paremmin. Näyttää siis siltä, että uhanalaiset kasvilajit tulevat kärsimään eniten ilmastonmuutoksesta.

Lähde: Bartholomeus, R. P., F. Witte, P. M. van Bodegom, J.C. Van Dam, and R. Aerts (2011), Climate change threatens endangered plant species by stronger and interacting water-related stresses, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2011JG001693, in press. [tiivistelmä]

Kuivuuden aiheuttama puiden kuolleisuus on lisääntynyt Kanadan pohjoisissa metsissä

Ilmaston lämmetessä nykyisten ennusteiden mukaisesti on odotettavissa, että kuivuuden aiheuttama puiden kuolleisuus lisääntyy. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty, joko tämä näkyy Kanadan pohjoisissa metsissä. Kanadan pohjoiset metsien osuus kaikista pohjoisen metsistä on noin 30 prosenttia ja ne ovat tärkeitä maapallon hiilen kierrolle ja heijastuskyvylle. Tutkimuksen tuloksien mukaan puiden kuolleisuus on lisääntynyt keskimäärin 4,7 prosenttia vuodessa aikavälillä 1963 – 2008. Kuolleisuus näyttää olevan suurempaa Kanadan läntisillä alueilla kuin itäisillä alueilla. Alueellinen kuivuus on saattanut olla suurin tekijä puiden kuolleisuuden lisääntymisessä.

Lähde: Changhui Peng, Zhihai Ma, Xiangdong Lei, Qiuan Zhu, Huai Chen, Weifeng Wang, Shirong Liu, Weizhong Li, Xiuqin Fang & Xiaolu Zhou, A drought-induced pervasive increase in tree mortality across Canada’s boreal forests, Nature Climate Change 1,467–471(2011)doi:10.1038/nclimate1293. [tiivistelmä]

Puolassa sataa nykyään enemmän räntää

Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu Puolan Krakovan sademääriä talvella (joulu-helmikuussa). Tutkimus kattaa 146 vuoden ajanjakson (1863 – 2008). Tutkimuksessa selvitettiin lumen, veden, ja näiden sekamuotojen sademäärien muutoksia sekä muutoksiin vaikuttaneita tekijöitä (ilman lämpötila ja Pohjois-Atlantin oskillaatio). Mitattavia parametrejä olivat sademäärä ja sadepäivien lukumäärä.

Tutkimuksen tuloksien mukaan kokonaissademäärä ja lumen sekä veden sekamuotojen sademäärä kasvoivat tilastollisesti merkitsevästi. Lumisateen ja vesisateen määrät eivät muuttuneet merkitsevästi. Näyttää siis siltä, että Krakovassa sataa nykyään enemmän räntää kuin aiemmin. Syitä tarkasteltaessa näyttää siltä, että ilmastonmuutos on vähentänyt lumisateen suhteellista osuutta kokonaissademäärästä 1900-luvun puolivälin jälkeen. Ilman lämpötilan muuttuminen vaikutti eniten talven lumisadepäivien lukumäärään. Pohjois-Atlantin oskillaation vaikutus taas näkyi eniten vesisateen ja lumisateen sademäärissä.

Lähde: Robert Twardosz, Ewa Łupikasza, Tadeusz Niedźwiedź and Adam Walanus, Long-term variability of occurrence of precipitation forms in winter in Kraków, Poland, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0352-x. [tiivistelmä, koko artikkeli]