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]

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: