Auringon aktiivisuuden lasku tuskin pysäyttää ilmaston lämpenemistä

Uuden tutkimuksen mukaan Auringon aktiivisuus todennäköisesti vähenee seuraavan 90 vuoden aikana. Tämä ei kuitenkaan näyttäisi viivästyttävän kasvihuonekaasujen aiheuttamaa ilmaston lämpenemistä.

Met Officen ja Readingin yliopiston tekemässä tutkimuksessa tarkastellaan Auringon todennäköisiä muutoksia ja niiden vaikutuksia maapallon pintalämpötilaan. Tutkimuksen mukaan Auringon aktiivisuus todennäköisesti vähenee vuoteen 2100 asti, mutta tämä aiheuttaisi vain 0,08 celsiusasteen viilenemisen maapallon pinnalla. Samalle ajalle odotetaan kasvihuonekaasujen pitoisuuden lisääntymisestä aiheutuvaa lämpenemistä noin 2,5 celsiusastetta (oletettaessa IPCC:n päästöskenaario B2:n toteutuvan).

Ilmastonmuutoksen havaitsemiseen erikoistunut Met Officen tutkija Gareth Jones sanoo: ”Tämä tutkimus osoittaa, että auringon todennäköisin muutos ei vaikuta maapallon lämpötilaan kovin paljoa, eikä juuri hidasta kasvihuonekaasujen aiheuttamaa lämpenemistä.”

”On kuitenkin tärkeää huomata, että tämä tutkimus perustuu vain yhden mallin tuloksiin, eikä useiden mallien, jotka esittäisivät ilmastojärjestelmän epävarmuudet paremmin.”

Tutkimuksessa myös esitettiin, että jos auringon aktiivisuus laskisi pienemmäksi kuin Maunderin minimin aikana (Maunderin minimi oli vuosien 1645 ja 1715 välinen jakso, jolloin auringon aktiivisuus on ollut mittaushistorian alhaisin), maapallon pintalämpötila laskisi 0,13 celsiusastetta.

Toinen Met Officen tutkija Peter Stott sanoo: ”Löydöksemme viittaavat siihen, että auringon aktiivisuuden laskiessa satoihin vuosiin alhaisimmalle tasolleen, sen vaikutus olisi riittämätön kumoamaan kasvihuonekaasujen hallitsevan vaikutuksen maapallon lämpötilaan 2000-luvulla.”

Auringon aktiivisuus nousi 1900-luvulla ”suureen maksimiin”, mutta viimeaikaisten tutkimusten mukaan tämä aktiivisuusjakso on loppumassa. Readingin yliopiston aurinkotutkimuksen asiantuntija Mike Lockwood käytti tätä lähtökohtana arvioidessaan auringon aktiivisuuden todennäköisiä muutoksia 2000-luvulla. Met Officen tutkijat laittoivat Lockwoodin ennusteen ilmastomalliin nähdäkseen, miten auringon todennäköiset aktiivisuusmuutokset vaikuttaisivat maapallon lämpötilaan.

Professori Lockwood sanoo: ”Vähenevien ja lisääntyvien auringonpilkkujen 11-vuotinen jakso on ehkä parhaiten tunnettu auringon muuttumistapa, mutta pidemmän aikavälin muutokset ovat tärkeämpiä ilmaston kannalta.”

”Todennäköisin skenaario on se, että 1900-lukuun verrattuna näemme auringon aktiivisuudessa yleisen vähenemisen niin, että auringon aktiivisuus tippuu Daltonin minimin (vuoden 1820 tienoilla) arvoihin. Todennäköisyys auringon aktiivisuuden tippumiselle Maunderin minimin tasolle – tai nousemiselle takaisin 1900-luvun huippuarvoihin – on noin kahdeksan prosenttia. Löydökset nojaavat oletukseen siitä, että auringon mennyt käytös antaa järkevän kuvan auringon tulevaisuuden muutoksista.”

Lähde:

Decline in solar output unlikely to offset global warming (Met Officen tiedote)

Jones, G. S., M. Lockwood, and P. A. Stott (2012), What influence will future solar activity changes over the 21st century have on projected global near surface temperature changes?, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2011JD017013, in press. [tiivistelmä]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 4/2012

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.

Euroopan metsien märkä maaperä on kosteikkojen veroinen metaanin lähde

Metsät ja kosteikot nähdään yleensä vastakkaisina paikkoina, kun tarkastellaan niiden toimintaa metaanin kannalta. Kosteikot toimivat metaanin lähteinä ja metsän maaperä nieluna. Metaania kuitenkin syntyy myös metsän maaperässä silloin, kun maaperä on märkää. Tätä ei yleensä oteta huomioon, koska ilmiön esiintymispaikkoja ja laajuutta ei tunneta. Uudessa tutkimuksessa esitetään arvio siitä, kuinka paljon metaania Euroopan metsien maaperästä pääsee ilmakehään. Tutkimuksen tuloksien perusteella metsien maaperä on metaanilähteenä suunnilleen yhtä tärkeä Euroopassa kuin kosteikot. Metaanipäästöjä arvioitaessa olisikin jatkossa aiheellista ottaa huomioon myös metsien märkä maaperä.

Lähde: Dennis Grunwald, Ann-Catrin Fender, Stefan Erasmi, Hermann F. Jungkunst, Towards improved bottom-up inventories of methane from the European land surface, Atmospheric Environment, http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.01.025. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutos vauhdittaa metsäjäniksen häviämistä rusakon kanssa yhteisiltä alueilta

Jotkut lajit esiintyvät vierekkäin, mutta niiden elinalueet menevät päällekkäin ainoastaan kapealta alueelta, jossa molemmat lajit esiintyvät. Tällaista kutsutaan parapatrisuudeksi. Usein ei ole mitään ympäristöllistä rajaa, joka jakaisi lajien esiintymisen tällä tavalla, joten parapatrisuuden aiheuttajaksi katsotaan yleensä lajien välinen kilpailu.

Ilmastonmuutoksen vaikutuksia eliölajeihin on tutkittu paljon, mutta toistaiseksi parapatristen lajien selviytymistä ilmaston muuttuessa on tutkittu vain vähän. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty ilmastonmuutoksen vaikutuksia kolmen eurooppalaisen parapatrisen jänislajin rinnakkaiseloon. Tutkimuksen lajit ovat iberianrusakko (Lepus granatensis), rusakko (Lepus europaeus) ja metsäjänis (Lepus timidus).

Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että iberianrusakon ja rusakon yhteisillä levinneisyysalueilla iberianrusakko pärjää paremmin ilmaston muuttuessa, eli rusakko voisi jäädä alakynteen elinalueiden mennessä päällekkäin. Kaikkein voimakkain vaikutus ilmastonmuutoksella näyttäisi kuitenkin olevan metsäjänikseen, joka monin paikoin kilpailee rusakon kanssa ja häviää ilmastonmuutoksen myötä yhä enenevässä määrin niiltä alueilta, joissa esiintyy myös rusakkoa.

Lähde: Pelayo Acevedo, Alberto Jiménez-Valverde, José Melo-Ferreira, Raimundo Real, Paulo Célio Alves, Parapatric species and the implications for climate change studies: a case study on hares in Europe, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02655.x. [tiivistelmä]

Keskiajan lämpökausi on nykyistä lämpimämpi Pohjois-Skandinavian lämpötilarekonstruktiossa

Uudessa tutkimuksessa on tehty lämpötilarekonstruktio puiden (lajina mänty) vuosirenkaisiin perustuen Pohjois-Suomen ja Pohjois-Ruotsin alueelta ja viimeisen 2000 vuoden ajalta. Rekonstruktiota vertailtiin muihin alueelta tehtyihin lämpötilarekonstruktioihin. Uudessa rekonstruktiossa Rooman ja keskiajan lämpökaudet näyttäytyvät nykyistä lämpimämmiltä (mikä ei varsinaisesti ole erikoista, koska ainakin keskiajan lämpökauden tiedetään näkyvän voimakkaasti Pohjois-Atlannin ympäristössä). Ensimmäinen vuosisata ennen ajanlaskun alkua on tässä rekonstruktiossa kaikista lämpimin (keskimäärin 0,60 °C lämpimämpi kuin vuosien 1951-1980 keskiarvo) ja 1300-luku on kylmin vuosisata (− 0,51 °C verrattuna vuosien 1951-1980 keskiarvoon). Lämpimimmän ja kylmimmän 30 vuoden jakson erotus on yli kaksi celsiusastetta. Viiden lämpimimmän ja viiden kylmimmän yksittäisen vuoden erotus on yli viisi celsiusastetta.

Vertailussa muihin rekonstruktioihin näkyi samanaikaisia ilmaston vaihteluita, mutta rekonstruktioiden lämpötila-arvot poikkeavat toisistaan selvästi. Rekonstruktioiden ero toisiinsa verrattuna on samaa suuruusluokkaa kuin rekonstruktioissa näkyvä vaihtelu. Äärimmäisen kylmien ja kuumien vuosien lämpötila-arvot poikkeavat eri rekonstruktioissa jopa kolmella celsiusasteella. Rekonstruktioiden välinen vaihtelu lämpimimpien ja kylmimpien 30 vuoden jaksojen lämptiloissa on jopa 1,5 celsiusastetta. Tutkimuksen löydökset viittaavat siihen, että absoluuttisten lämpötila-arvojen tuntemuksemme on vielä puutteellista tällä alueella, jossa hyvän tarkkuuden lämpötilarekonstruktioita on tarjolla tiheämmin kuin muualla maailmassa.

Lähde: Jan Esper, Ulf Büntgen, Mauri Timonen, David C. Frank, Variability and extremes of northern Scandinavian summer temperatures over the past two millennia, Global and Planetary Change, http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2012.01.006. [tiivistelmä]

Kalifornian vuoriston siiselit kasvavat ilmaston lämmetessä

Uudessa tutkimuksessa on mitattu museoiden siiselinäytteitä Kaliforniasta kahdelta ilmastollisesti erilaiselta aikajaksolta (1902-1950 ja 2000-2008) tarkoituksena selvittää mahdollisia muutoksia ruumiinrakenteessa ilmaston muuttuessa. Tutkimuksessa oli mukana kolme lajia, joista kaksi on korkealla Sierra Nevadan vuoristossa eläviä(beldinginsiiseli,Urocitellus beldingi, ja kultasiiseli, Callospermophilus lateralis) ja yksi matalammilla alueilla elävä laji (kaliforniansiiseli, Otospermophilus beecheyi). Molemmilla korkealla elävillä lajeilla ruumiin koko on kasvanut, mutta muoto ei ole muuttunut. Matalammalla elävällä lajilla ei havaittu muutoksia. Ruummiin koon kasvaminen korkealla elävillä lajeilla oletetaan johtuvan elinalueella tapahtuneesta kasvukauden pitenemisestä, minkä ansiosta ruokaa on ollut tarjolla enemmän aikaa vuodesta (nämä korkealla elävät lajit vaipuvat talvihorrokseen siksi ajaksi, kun ruokaa on huonosti tarjolla).

Lähde: Lindsey M. Eastman, Toni Lyn Morelli, Kevin C. Rowe, Chris J. Conroy, Craig Moritz, Size Increase in High Elevation Ground Squirrels over the Last Century, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02644.x. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutos uhkaa Kaakkois-Aasian lepakkolajistoa sukupuutoilla ja levinneisyysalueiden pienenemisellä

Kaakkois-Aasian luonto on hyvin monimuotoinen, mutta sitä uhkaavat monet tekijät, kuten metsien kaato ja ilmaston lämpeneminen. Uudessa tutkimuksessa on arvioitu Kaakkois-Aasian lepakkolajien mahdollista tulevaisuutta ilmaston lämmetessä. Tutkimuksen tuloksien mukaan 2-6 prosentilla lajeista ei ole enää sopivaa elintilaa vuosiin 2050-2080 mennessä. Levinneisyysalue pysyy samana vain yhdellä prosentilla lajeista ja levinneisyysalue kasvaa vain joillakin lajeilla. Yhteensä vain 1-13 prosetilla lajeista levinneisyysalueen ei ennusteta pienenevän. Nykyisen kaltaisen muutoksen jatkuessa suurimman osan Kaakkois-Aasian lepakkolajeista ennustetaan olevan levinneisyysalueen pienenemisen ja jopa sukupuuttoon häviämisen uhan alla.

Lähde: Alice C. Hughes, Chutamas Satasook, Paul J.J. Bates, Sara Bumrungsri, Gareth Jones, The projected effects of climatic and vegetation changes on the distribution and diversity of Southeast Asian bats, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02641.x. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Yhdysvalloissa kesien äärilämpötilat ovat lisääntyneet kasvihuonekaasujen lisääntymisen takia uuden tutkimuksen mukaan: P. B. Duffy and C. Tebaldi, Increasing prevalence of extreme summer temperatures in the U.S., Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-012-0396-6. [tiivistelmä]

– Stratosfäärin otsonitilanteen palautuminen normaaliksi saattaa lisätä kevyen sateen esiintymistä eteläisellä pallonpuoliskolla: Ariaan Purich and Seok-Woo Son, Impact of Antarctic ozone depletion and recovery on Southern Hemisphere precipitation, evaporation and extreme changes, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00383.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uuden tutkimuksen mukaan malleissa esiintyvä subtrooppisten alueiden sademäärien väheneminen johtuu ilmakehän kiertoliikkeiden siirtymisestä/leviämisestä napoja kohti: Jack Scheff and Dargan Frierson, 21st-century multi-model subtropical precipitation declines are mostly mid-latitude shifts, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00393.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Pieneen kokoluokkaan liittyvän meteorologian merkittäviä kehitysaskeleita 1900-luvulla

Tämän tekstin alkuosa kuvaa lyhyesti meteorologiaan liittyvää kehitystä 1960-luvulle asti, loppuosa keskittyy kuvailemaan joitakin tärkeimmistä sovelletun meteorologian tutkimuskohteista 1900-luvun loppupuolella lähinnä Mike Smithin ”Warnings” -kirjan pohjalta.

Skemaattinen kuva syöksyvirtauksesta, kuva: U.S. Federal Aviation Administration, Wikimedia Commons

Useita meteorologian suuria keksintöjä on tehty 1900-luvulla ja sen loppupuolella. Erityisesti toinen maailmansota oli tapahtuma, jolloin myös meteorologia kehittyi tieteenalana hyvin nopeasti. Suurta kehitystä tapahtui mm. tutkatekniikassa ja säähavaintoverkoston kattavuudessa. Ilmakehän luotauksia tehtiin systemaattisesti ilmavoimien ja tykistön tarpeisiin, sekä synoptiikka (löyhästi määriteltynä suursäätilan ennustaminen) kehittyi parempien säähavaintojen myötä. Näistä esimerkkeinä löytyy suuri määrä vieläkin digitoimattomia luotauksia paperimuodossa (esim. Old Weather ja Data Rescue at home). Mikäli näitä luotauksia saataisiin digitoitua, tarjoaisivat ne paljon arvokasta tietoa ilmastotutkimuksen tarpeisiin (esim. uusanalyysi vuodesta 1871 lähtien NOAA:n sivuilla). Pintahavaintoja tehtiin kuitenkin jo 1940-luvulla melko kattavasti, sillä säätiedon sovellukset olivat ilmeisiä. Esimerkiksi, sääennusteilla oli aivan tavattoman suuri merkitys sille, että liittoutuneiden tekemä Normandian maihinnousu 6.6.1944 onnistui (analyysi Euroopan keskipitkien sääennustusten keskuksen sivuilla)

Vaikka analyyttista pohjaa oli jo olemassa aiemmalta ajalta, ensimmäiset ilmakehämalleilla tehdyt numeeriset sääennustukset tehtiin kuitenkin vasta sotien jälkeen 1950-luvulla. Tietotekniikan laskentakapasiteetti oli kuitenkin vielä niin vaatimatonta, että sääennustukset eivät pysyneet reaaliajassa. Toisin sanoen 24 tunnin sääennustuksen laskemiseen meni aikaa 24 tuntia, joka teki ennusteesta hyödyttömän käytännön tarkoituksiin. Lisäksi pian tämän jälkeen ymmärrettiin alkuarvo-ongelma, eli pienenkin virheen kasvaminen nopeasti ilmakehämallissa ennustusjakson pituuden kasvaessa. Tämän vuoksi sääennustusmalleilla ei voida koskaan simuloida säätä tarkasti rajattoman pitkän ajan päähän pelkästään siitä syystä, että ilmakehän tilaa ei voida minään ajanhetkenä tietää aivan tarkalleen.

Sääennusteet ovat nykyihmiselle hyvin arkipäiväisiä asioita, mutta kuinka moni tulee ajatelleeksi niiden tavattoman moninaisia yhteiskunnallisia merkityksiä, puhumattakaan niiden rahallisesta arvosta? Tultaessa 1900-luvun puolivälin tienoilta nykypäivään, sääpalvelun yhteiskunnalliset sovellukset ovat lisääntyneet huimasti. Tämä johtuu useista syistä: tekniikka on kehittynyt, moni toiminta on entistä sääherkempää, mutta toisaalta myös kulttuuri ja toimintatavat ovat muuttuneet. Esimerkkinä tästä Mike Smithin kirjassa kuvaillaan Yhdysvaltojen tornadovaroituksia: Amerikassa kaikki on suurempaa, niin myös tornadot (tai trombit suomalaisittain, kyse on samasta ilmiöstä). Niitä on myös esiintynyt kautta historian, mutta tornadovaroitusjärjestelmä on ollut kuitenkin olemassa vasta muutamia kymmeniä vuosia. Miksi? Tämä liittyy osaltaan toimintakulttuuriin: Vielä 1970-luvulle asti ajateltiin, että on parempi olla kokonaan varoittamatta tornadoista, kuin antaa niistä minkäänlaisia varoituksia. Riski mennä pieleen riippuu voimakkaasti käytettävästä teknologiasta, mutta jos varoituksia ei anneta lainkaan, ovat vahingot tällöin huomattavasti suurempia tornadon sattuessa kohdalle. Valtion sääpalvelussa ajateltiin, että väärien hälytysten aiheuttama paniikki olisi suurempi riski kuin tornadojen tappamat ja vammauttamat ihmiset.

Ensimmäisen onnistuneen uraauurtavan tornadovaroituksen tekivät Yhdysvaltain ilmavoimien Ernest J. Fawbush ja Robert C. Miller 25.3.1948 (linkki artikkeliin). He vaaransivat koko uransa antamalla kaikkia vallitsevia käytäntöjä vastaan sääennusteen, joka sisälsi mahdollisuuden tornadoista. Ennusteen laatijoilla oli paljon myös onnea, sillä ennuste osui aivan nappiin: Viisi päivää aiemmin, 20.3.1948 Tinkerin ilmavoimien tukikohtaan Oklahoman osavaltiossa keskilännessä oli iskeytynyt tornado, joka aiheutti valtavaa aineellista tuhoa. Kuitenkin, 25.3.1948 säätilanne vaikutti täysin samanlaiselta ja samalla alueella oli jälleen huomattavan suuri riski tornadojen synnylle. Tästä johtuen, hetken miettimisen jälkeen, alueelle annettiin tornadovaroitus. Illalla ennusteen antamisen jälkeen alueelle syntyikin tornado, joka kulki lähes samaa reittiä tukikohdan läpi kuin viisi päivää aiemmin ollut edeltäjänsä! Jälleen kerran tukikohdassa aiheutui miljoonien dollareiden vahingot. Mahdollisuus tällaisen tapahtuman syntymiselle on aivan mitättömän pieni, mikä tekee tästä ensimmäisestä (onnistuneesta) tornadovaroituksesta erityisen mielenkiintoisen! Ensimmäiset julkiset tornadovaroitukset annettiin kaupallisen TV-kanavan kautta vuonna 1952, eikä niillä ollut kansallisen sääpalvelun kanssa vielä mitään tekemistä. Kaikki muuttui vuonna 1953, kun kolmen tornadon sarja tappoi Amerikassa yli 300 ihmistä ja haavoitti lähes 3000:a touko-kesäkuussa. Myös kansallinen sääpalvelu alkoi vähitellen muuttaa toimintatapaansa.

Tutkatekniikan kehittyminen oli yhtä lailla hidasta. Nykypäivänä käytetyistä värikoodatuista tutkakuvista (esim. Ilmatieteen laitoksen testbed-sivusto) ei ollut tietoakaan ennen 1970-lukua (linkki). Karttapohjia ei ollut, eikä tutkakuvia voitu myöskään jakaa laajasti yleisölle analogisen teknologian vuoksi. Kirjassa on hauska tarina, miten käytäntö nykypäivänä käytetystä väriskaalasta on syntynyt vuonna 1976, kun TSC-yhtiö kehitti ensimmäisen kaupallisen värikoodatun tutkan: Talvella on usein säätilanteita, jolloin lunta sataa heikosti ja myös tutkakaiut ovat heikkoja -> lumi on kylmää, heikot tutkakaiut ovat sinisiä. Hieman intensiivisempi sade kesäaikaan tekee hyvää kasveille -> tutkakaiut ovat vihreitä. Voimakkaampi sade voi aiheuttaa tulvimista ja vaatii varovaisuutta -> tutkakaiut ovat keltaisia. Erittäin voimakkaat kaiut ovat punaisia tai valkoisia -> ne ovat vaarallisia, rakeet ovat valkoisia. Tällainen käytäntö voi tuntua hyvin ilmeiseltä nykyään, mutta 1970-luvulla se jouduttiin keksimään tyhjästä. Vuoteen 1973 mennessä oli onnistuttu myös kehittämään jonkinlainen versio Doppler-tutkasta. Tällöin sitä pystyttiin käyttämään todellisen, mielenkiintoisen säätilanteen seuraamiseen kun tornadosta saatiin havaintoja. Kuitenkin, laajamittainen käyttöönotto oli hidasta ja vasta 1990-luvulla Amerikkaan saatiin luotua kattava Doppler-tutkaverkosto. Doppler-tutka mittaa tutkakaikujen lisäksi myös tuulen nopeutta ja suuntaa, mikä auttaa meteorologia muodostamaan huomattavasti kattavamman kuvan pieniskaalaisista sääilmiöistä ja niiden rakenteista.

Meteorologia on aina ollut oleellisen tärkeää myös lentoliikenteelle. Eräs suurimmista läpimurroista liittyy syöksyvirtausten tunnistamiseen ja kun ne saatiin mukaan lentoliikenteelle annettaviin varoituksiin. 1977 Ted Fujita julkaisi artikkelin aiemmin tuntemattomasta meteorologisesta ilmiöstä, syöksyvirtauksesta. Kuten usein tieteessä, myös syöksyvirtausten laajamittaiseen tunnustamiseen meni huomattavan kauan aikaa, sillä havaintoja niistä oli hankalaa tehdä niiden pienen mittakaavan vuoksi. Kuitenkin, lentoliikenteessa syöksyvirtauksista aiheutuneita onnettomuuksia oli tapahtunut useita, kuten kuuluisa vuonna 1985 tapahtunut Delta 191:n onnettomuus, jossa kuoli 134 ihmistä (linkki). Tapausta selvitettiin hyvin intensiivisesti sekä oikeudessa että tutkimuslaitoksissa, koska lentokone oli kapteenin johdolla perämiesten varoituksista huolimatta jatkanut laskeutumistaan, vaikka kiitotien yllä oli voimakas ukkospilvi. Ukkospilven läheisyydessä lentokone oli äkillisesti menettänyt nostevoimansa ja osunut maahan (sekä tämän jälkeen yhteen liikkuvaan autoon, mikä vuoksi lentokone pyörähti ympäri ja tuhoutui pahoin) jo paljon ennen kiitotietä. Tarkemmat (mm. Fujitan tutkimusryhmä) tutkimukset osoittivat, että onnettomuus aiheutui ”erittäin voimakkaasta pienen mittakaavan tuuliväänteestä”, joka osoittautui voimakkaan ukkospilven aiheuttamaksi syöksyvirtaukseksi. Fujitan teoria syöksyvirtauksista hyväksyttiin pian tämän jälkeen viimeinkin laajamittaisesti lentoliikenteen viranomaisten ja meteorologien keskuudessa. Tämän jälkeen on tapahtunut vain yksi syöksyvirtauksista aiheutunut merkittävä lento-onnettomuus vuonna 1994 (linkki), joka sekin olisi ollut vältettävissä mikäli lentohenkilökunta olisi noudattanut koulutuksessa annettuja ohjeita.

Tiheän havaintoverkoston rakentaminen, sekä kaukokartoituslaitteiden laajamittainen käyttöönotto, ovat olleet oleellisen tärkeässä osassa näiden ilmiöiden tutkimuksessa. Tieteellisen tutkimuksen ansiosta vaaraa aiheuttavien sääilmiöiden varoitukset ovat parantuneet. Kun tällaisiin sääilmiöihin varaudutaan paremmin, yhteiskunta pystyy säästämään rahaa sekä ihmishenkiä. Nykyään Amerikassa annettavia varoituksia voi seurata esim. Yhdysvaltain kansallisen sääpalvelun tai myrskykeskuksen sivuilta. Varoitusten ja huomautusten kirjo on hyvin laaja (esim. huomautus tiheästä sumusta tai varoitus jäätävistä oloista laivaliikenteelle).

Lähteet:

Fujita, T.T., Byers, H.R., 1977: Spearhead echo and downburst in the crash of an airliner, Monthly weather review, 105, 129-146.

Mike Smithin ”Warnings” -kirja

Miller, C.C., Crisp, C.A., 1999: The first operational tornado forecast twenty million to one, Weather and forecasting, 14, 479-483.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 3/2012

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.

Ilmasto ei ole enää tärkeä kasvua rajoittava tekijä Alaskan puurajan puille

Lämpötilan on oletettu olevan tärkeä kasvua rajoittava tekijä Alaskan puurajan puille ja ilmaston lämmetessä niiden on oletettu leviävän korkeammille paikoille ja leveysasteille. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on kuitenkin havaittu päinvastaisia reaktioita lämpenemiselle viimeisten vuosikymmenien aikana, mikä näyttää johtuvan kuivuuden aiheuttamasta stressistä.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Alaskan puurajan puiden reagointia lämpötiloihin vuodesta 1925 lähtien. Vuosien 1925 ja 1947 välillä oli lämpenevä jakso ja puurajan puut reagoivat silloin juuri odotetulla tavalla, eli alkoivat leviämään korkeammille paikoille ja leveysasteille. Vuosien 1947 ja 1976 välillä oli viileämpää ja puut reagoivat silloin osittain odotetulla tavalla lämpötilaan, mutta tuolloin ilmeni myös uusi reaktio, jossa edellisvuoden lämpötila aiheutti käänteisen reaktion puiden kasvussa seuraavana kasvukautena. Vuoden 1976 jälkeen ilmasto on lämmennyt ja puiden reaktio ilmastoon on vähentynyt huomattavasti, eikä se näytä enää olevan tärkeä kasvua rajoittava tekijä.

Lähde: B Ohse et al 2012, Do limiting factors at Alaskan treelines shift with climatic regimes? Environ. Res. Lett. 7 015505 doi:10.1088/1748-9326/7/1/015505. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Intian kesämonsuuni vaikuttaa Pohjois-Atlantin ja Euroopan ilmastoon

Aiempien tutkimusten mukaan Pohjois-Atlantin ja Euroopan ilmasto-olosuhteet voivat vaikuttaa Intian kesämonsuunin vaihteluihin. On kuitenkin vielä epäselvää, toimiiko vaikutussuhde myös toisinpäin, eli vaikuttaako Intian kesämonsuunin vaihtelu Pohjois-Atlantin ja Euroopan ilmasto-olosuhteisiin. Uudessa tutkimuksessa esitetään havaintoja, joiden mukaan vaikutus on olemassa myös Intian kesämonsuunista Pohjois-Atlantin ja Euroopan ilmasto-olosuhteisiin. Suurimmassa osassa Länsi-Eurooppaa sataa usein normaalia enemmän silloin, kun Intian kesamonsuuni on voimakas. Tässä tilanteessa Länsi-Euroopassa vallitsevat myös normaalia viileämmät olosuhteet, mutta Välimeren alueella on usein normaalia lämpimämpää. Tilanne on päinvastainen Intian kesämonsuunin ollessa heikko.

Lähde: Hai Lin and Zhiwei Wu, Indian summer monsoon influence on the climate in the North Atlantic–European region, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1286-8. [tiivistelmä]

Kosmisten säteiden/auringon aktiivisuuden ja pilvipeitteen välillä ei näytä olevan yhteyttä

Kosmisten säteiden ja ilmaston välinen oletettu yhteys perustuu suurelta osin ISCCP-projektin pilvipeitteen satelliittimittauksiin. Kuten olemme aiemmin kertoneet, siihen liittyy ongelmia. Monissa tutkimuksissa asiaa on myös analysoitu eri näkökulmista, eikä voimakasta ilmastovaikutusta ole löytynyt. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty tätä mahdollista yhteyttä MODIS-mittalaitteen pilvipeitteen mittauksista, joita on nyt tarjolla kymmenen vuoden ajalta. Tutkimuksessa asiaa selvitettiin sekä maailmanlaajuisesti että alueellisesti. Tutkimuksessa ei löydetty tilastollisesti merkitsevää yhteyttä pilvipeitteen ja kosmisten säteiden muutoksien välille. Tutkimuksessa analysoitiin myös auringon aktiivisuuden (total solar irradiance, TSI) ja pilvipeitteen muutoksien välistä yhteyttä, eikä sitäkään löytynyt. Kosmiset säteet tai auringon aktiivisuuden muutokset eivät siis näytä vaikuttavan pilvipeitteeseen merkittävästi.

Lähde: Benjamin Laken, Enric Pallé, and Hiroko Miyahara, A decade of the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer: is a solar – cloud link detectable? Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00306.1. [tiivistelmä]

Ilmastointilaitteet nostavat Pariisin lämpötilaa

Kaupunkilämpösaareke aiheuttaa tarpeen ilmastoinnin käytön lisäämiselle kaupungeissa. Ilmastointilaitteet viilentävät sisätiloja, mutta siirtävät hukkalämmön ilmakehään, mikä puolestaan taas nostaa kaupunkien ilman lämpötilaa. Uudessa tutkimuksessa on arvioitu ilmastoinnin käytön vaikutusta Pariisin lämpötilaan tietokonemallien simulaatioita apuna käyttäen. Tutkimuksen tuloksien mukaan ilmastointi nostaa kaungin lämpötilaa ja vaikuttaa enemmän yölämpötilaan kuin päivälämpötilaan. Tämä saattaa tuntua oudolta, koska ilmastointia käytetään enemmän päivällä, mutta ilmiö johtuu siitä, että ilmakehän rajakerros on ohuempi yöllä. Nykyisellä ilmastoinnin määrällä vaikutus lämpötilaan on 0,5 celsiusastetta ja jos ilmastoinnin määrä kaksinkertaistuu, vaikutus lämpötilaan on kaksi celsiusastetta.

Lähde: Cécile de Munck, Grégoire Pigeon, Valéry Masson, Francis Meunier, Pierre Bousquet, Brice Tréméac, Michèle Merchat, Pierre Poeuf, Colette Marchadier, How much can air conditioning increase air temperatures for a city like Paris, France?, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.3415. [tiivistelmä]

Päivän lämpeneminen pidentää juurien elinikää, yön lämpeneminen ei pidennä

Juuret ovat tärkeassä roolissa maaekosysteemien hiilenkierrossa. Ilmaston lämpenemisen odotetaan näkyvän enemmän yö- kuin päivälämpötiloissa. Uudessa tutkimuksessa on pyritty selvittämään, miten yö- ja päivälämpötilojen muutokset vaikuttavat juuriin. Tutkimus tehtiin Pohjois-Kiinassa. Tutkimuksen tuloksien mukaan yö- ja päivälämpötilojen muutokset vaikuttavat eri tavalla juurien elinikään. Päivälämpötilojen nousu pidensi selvästi juurien elinikää, kun taas yölämpötilojen nousu ei näyttänyt vaikuttavan juurien elinikään merkittävästi.

Lähde: Bai, W. M., Xia, J. Y., Wan, S. Q., Zhang, W. H., and Li, L. H.: Day and night warming have different effect on root lifespan, Biogeosciences, 9, 375-384, doi:10.5194/bg-9-375-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Tropiikin jäätiköt ympäri maailman ovat sulamassa pois ja sitä kautta menetetään niiden siältämä ilmastotieto, varoittelevat Thompson ja muut: Thompson, Lonnie G.; Mosley-Thompson, Ellen; Davis, Mary E.; Brecher, Henry H., Tropical glaciers, recorders and indicators of climate change, are disappearing globally, Annals of Glaciology, Volume 52, Number 59, December 2011 , pp. 23-34(12). [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uudessa tutkimuksessa on analysoitu maailman merien pinnankorkeutta vuodesta 1850 lähtien: Moore, J.C.; Jevrejeva, S.; Grinsted, A., The historical global sea-level budget, Annals of Glaciology, Volume 52, Number 59, December 2011 , pp. 8-14(7). [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Vuoristoilla näyttää olevan tärkeä rooli Atlantin merivirtojen ylläpitämisessä: Sinha, B., A. T. Blaker, J. J.-M. Hirschi, S. Bonham, M. Brand, S. Josey, R. S. Smith, and J. Marotzke (2012), Mountain ranges favour vigorous Atlantic meridional overturning, Geophys. Res. Lett., 39, L02705, doi:10.1029/2011GL050485. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu syitä alapilvien positiiviselle palauteilmiölle ilmastomalleissa: Florent Brient and Sandrine Bony, Interpretation of the positive low-cloud feedback predicted by a climate model under global warming, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1279-7. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uudessa tutkimuksessa on kuvattu ikiroutaa käyttäen sähkömagneettista kuvausmenetelmää, jonka avulla ikiroutaa pystytään kartoittamaan jopa 100 metrin syvyyteen: Minsley, B. J., et al. (2012), Airborne electromagnetic imaging of discontinuous permafrost, Geophys. Res. Lett., 39, L02503, doi:10.1029/2011GL050079. [tiivistelmä]

– Pilvien erilaisia palauteilmiöitä (ilmaston lämpenemistä voimistavia tai heikentäviä ilmiöitä) on selvitelty uudessa tutkimuksessa: Mark D. Zelinka, Stephen A. Klein, Dennis L. Hartmann, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00248.1. [tiivistelmä, koko artikkeli, tutkimukseen liittyvä esitysmateriaali]

– Maapallon energiataseen yhteydessä on puhuttu kadoksissa olevasta energiasta, mutta uuden tutkimuksen mukaan havaintoepävarmuudet aiheuttavat sen, että ero lämpötaseen ilmakehän yllä ja merien lämpösisällön välillä ei ole tilastollisesti merkitsevä. Lisäksi tutkimuksessa kerrotaan maapallolle kertyneen tasaisesti lämpöä vuoden 2001 jälkeen ja energia näyttää kerääntyvän maapallon meriin: Norman G. Loeb, John M. Lyman, Gregory C. Johnson, Richard P. Allan, David R. Doelling, Takmeng Wong, Brian J. Soden & Graeme L. Stephens, Nature Geoscience. doi:10.1038/ngeo1375. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa käy ilmi, että vuonna 1988 maapallon maa-alueiden ilmakehästä ottaman hiilidioksidin määrä yhtäkkiä nousi noin yhdellä petagrammalla hiiltä per vuosi: Beaulieu, C., J. L. Sarmiento, S. E. Mikaloff Fletcher, J. Chen, and D. Medvigy (2012), Identification and characterization of abrupt changes in the land uptake of carbon, Global Biogeochem. Cycles, 26, GB1007, doi:10.1029/2010GB004024. [tiivistelmä]

– Tyynenmeren trooppisten osien lämpötiloissa saattaa näkyä merkkejä ilmaston lämpenemisestä, joka aiheuttaa Tyynenmeren itäosien ja länsiosien välisen lämpötilaeron kasvamista: Ashok, K., T. P. Sabin, P. Swapna, and R. G. Murtugudde (2012), Is a global warming signature emerging in the tropical Pacific?, Geophys. Res. Lett., 39, L02701, doi:10.1029/2011GL050232. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on satelliittimittausten avulla selvitetty lämpötilan, vesihöyryn ja pilvien suhdetta tropiikin ilmakehässä tropopaussin korkeudella. Tutkimuksen tuloksien mukaan veden määrä tuolla korkeudella näyttäisi olevan karkeasti ottaen vakio. Lisäksi lämpötila näyttää olevan tärkein määräävä tekijä vesihöyryn ja pilvisyyden määrässä: Flury, T., Wu, D. L., and Read, W. G.: Correlation among cirrus ice content, water vapor and temperature in the TTL as observed by CALIPSO and Aura/MLS, Atmos. Chem. Phys., 12, 683-691, doi:10.5194/acp-12-683-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Kahden Kanadan järven pohjasedimenteistä tehdyissä fossiilianalyyseissä näkyy viime vuosisadalla muutos planktonlajistossa, joka näyttää olevan ekologisesti ainutlaatuisin tapahtuma holoseenin aikana: Alexandra Rouillard, Neal Michelutti, Peter Rosén, Marianne S.V. Douglas, John P. Smol, Using paleolimnology to track Holocene climate fluctuations and aquatic ontogeny in poorly buffered High Arctic lakes, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2012.01.011. [tiivistelmä]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 2/2012

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.

Pohjois-Atlantin 1990-luvun lämpenemisjakson syyt

Pohjois-Atlantilla tapahtui 1990-luvulla voimakasta lämpenemistä. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty syitä siihen. Tuolloin Pohjois-Atlantin oskillaatio (NAO) oli ollut pitkään positiivisessa vaiheessa, mutta toisaalta talvella 1995-1996 NAO-indeksi oli poikkeuksellisen negatiivinen. Näyttää siltä, että Pohjois-Atlantin voimakas lämpeneminen kuitnekin johtui ennemminkin viivästyneestä vasteesta NAO:n pitkään positiiviseen vaiheeseen, eikä poikkeukselliseen negatiiviseen vaiheeseen. Osittain lämpeneminen johtui myös muutoksista Atlantin merivirtojen tuomassa lämmössä.

Lähde: Jon Robson, Rowan Sutton, Katja Lohmann, Doug Smith and Matthew D. Palmer, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00443.1. [tiivistelmä]

Holoseenin aikaisista äkillisistä ilmastonmuutoksista oppia nykypäivään?

Holoseenin aikaisia (ajasta noin 11500 vuotta sitten nykypäivään) nopeita ilmastonmuutoksia on tarkasteltu uudessa tutkimuksessa tarkoituksena saada tietoa siitä, millaisia vaikutuksia nopeilla ilmastonmuutoksilla on. Holoseenin aikana on ollut useita nopeita ilmastonmuutoksia, joilla on ollut muun muassa sellaisia vaikutuksia kuten puulajien äkillisiä alueellisia vähenemisiä ja paikallisia muutoksia veden saannissa. Näyttää myös siltä, että jopa hitaasti etenevä ilmastonmuutos saattaa aiheuttaa hyvin nopeasti tapahtuvia vaikutuksia ja että äkillisiä vaikutuksia saattaa tapahtua aiempaa useammin.

Lähde: Bryan Shuman, 2012, Patterns, processes, and impacts of abrupt climate change in a warm world: the past 11,700 years, Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, DOI: 10.1002/wcc.152. [tiivistelmä]

Tropiikin meret olivat ajoittain kylmempiä paleotsooisen maailmankauden aikaan kuin edellisen jäätiköitymisen aikana

Jotkut jutkijat ovat ehdottaneet, että Paleotsooisen maailmankauden aikana (noin 545-250 miljoonaa vuotta sitten) jäätiköt ulottuivat silloin tällöin tropiikkiin asti. Jos se pitää paikkansa, niin tuolloin tropiikin merien on pitänyt olla kylmempiä kuin edellisen jäätiköitymisen maksimin aikaan (noin 26500-19000 vuotta sitten), jolloin jäätiköt ulottuivat vain 38 leveysasteelle saakka.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty tropiikin merien lämpötiloja kyseisten kahden aikakauden välillä kalkkikuoristen eliöiden fossiilien perusteella. Tutkimuksen tuloksien perusteella kalkkikuorisia eliöitä oli tropiikissa ajoittain runsaasti paleotsooisen maailmankauden aikana. Kalkkikuoriset eliöt viihtyvät hyvin kylmäissä vesissä, joten kalkkikuoristen eliöiden runsaudesta on pääteltävissä, että tropiikin meret olivat ajoittain paleotsooisen maailmankauden aikana selvästi kylmempiä kuin edellisen jäätiköitymisen aikaan. Jäätiköt ovat hyvinkin saattaneet tuolloin ulottua tropiikkiin asti. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että paleotsooisen maailmankauden aikana tropiikin meret lämpenivät usein nykyistä lämpimämmiksi. Lämpötila näyttää siis silloin vaihdelleen kovasti.

Lähde: Peter S. Giles, 2012, Low-latitude Ordovician to Triassic brachiopod habitat temperatures (BHTs) determined from δ¹⁸O_{[brachiopod calcite]} : A cold hard look at ice-house tropical oceans, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2012.01.002. [tiivistelmä]

Merijään väheneminen lisää lumisateita Huippuvuorilla – jäätiköiden katoaminen hidastuu

Arktisen merijään kesäaikaisen laajuuden on havaittu pienentyvän 1970-luvulta lähtien ja sen ennustetaan pienenevän edelleen kunnes arktinen alue on kesällä kokonaan vapaa merijäästä. Nykyisen merijään reunamilla sijaitsevien Huippuvuorien odotetaan lämpenevän nopeasti kuluvalla vuosisadalla. Huippuvuorilla on paljon jäätiköitä. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty ilmastomallien avulla, miten ilmaston lämpeneminen ja erityisesti merijään väheneminen vaikuttaa Huippuvuorien jäätiköihin. Tutkimuksen tuloksien perusteella merijään väheneminen lisää talven lumisateita Huippuvuorilla, koska jäästä vapaasta merestä haihtuu kosteutta ilmakehään. Tämä lisää jäätiköiden jäämassaa ja hidastaa jäätiköiden hupenemista ilmaston lämpenemisen vaikutuksesta.

Lähde: Day, J. J., Bamber, J. L., Valdes, P. J., and Kohler, J.: The impact of a seasonally ice free Arctic Ocean on the temperature, precipitation and surface mass balance of Svalbard, The Cryosphere, 6, 35-50, doi:10.5194/tc-6-35-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Etelä-Aasiassa äärilämpötilat nousevat yleisesti matalilla paikoilla ja leveysasteilla

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty, miten ilmastonmuutos on näkynyt Etelä-Aasian äärilämpötiloissa. Tutkimuksessa käytettiin tietoja 197 sääasemalta, jotka sijaitsevat Bangladeshissa, Intiassa, Nepalissa, Pakistanissa ja Sri Lankassa. Tutkimuksessa tarkasteltiin erityisesti, miten lämpeneminen näkyy eri korkeuksilla ja eri leveysasteilla sijaitsevien mittausasemien äärilämpötiloissa. Tutkimuksen tuloksien mukaan yleistä lämpenemistä näkyy äärilämpötiloissa vain matalalla olevilla mittausasemilla, jotka sijaitsevat matalilla leveysasteilla. Korkeilla leveysasteilla ja korkeilla paikoilla sijaitsevilla mittausasemilla äärilämpötiloissa näkyy sekä nousevia että laskevia trendejä. Lisäksi päivän minimi- ja maksimilämpötilan erotus on kasvanut monilla korkeilla paikoilla sijaitsevilla mittausasemilla, mikä on päinvastainen muutos kuin suurimmassa osassa maapalloa. Näyttää siltä, että Etelä-Aasian matalilla alueilla on odotettavissa lämpötilojen seuraavan yleistä ilmaston lämpenemistä, kun taas korkealla sijaitsevilla alueilla paikalliset olosuhteet vaikuttavat lämpötiloihin enemmän.

Lähde: J. V. Revadekar, S. Hameed, D. Collins, M. Manton, M. Sheikh, H. P. Borgaonkar, D. R. Kothawale, M. Adnan, A. U. Ahmed, J. Ashraf, S. Baidya, N. Islam, D. Jayasinghearachchi, N. Manzoor, K. H. M. S. Premalal, M. L. Shreshta, Impact of altitude and latitude on changes in temperature extremes over South Asia during 1971–2000, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.3418. [tiivistelmä]

Kylmä talvi 1783-1784 ei ehkä johtunutkaan Laki-tulivuoren purkauksesta

Aiempien tutkimuksien ja historiallisisten kuvauksien mukaan Laki-tulivuoren purkaus vuonna 1783 vaikutti pohjoisen pallonpuoliskon ilmastoon merkittävästi. Ilmastovaikutuksen on ajateltu aiheutuneen tulivuoresta purkautuvan aineksen nousemisesta stratosfääriin saakka, jossa aines olisi pysynyt vuosia ja aiheuttanut pohjoisella pallonpuoliskolla maan pinnan viilenemistä. Tuoreiden mallisimulaatioiden perusteella näyttää kuitenkin siltä, että Laki-tulivuoren ilmastovaikutus rajoittui pohjoiselle pallonpuoliskolle ja ainoastaan vuoden 1783 jälkipuoliskolle.

Uudessa tutkimuksessa on mitattu rikin isotoopin 33 (rikki-33) pitoisuutta Grönlannin Summitista otetuista jääkairanäytteistä historiallisten tulivuorten purkausten ajalta. Tutkimuksen tuloksien mukaan rikki-33:n pitoisuus pysyy normaalilla tasolla, kun tulivuoren purkauksen aines pysyy alhaalla troposfäärissä, mutta jos aines purkautuu stratosfääriin asti, rikki-13:n pitoisuus nousee selvästi. Samansuuntaisia tuloksia on saatu myös Etelämantereen jääkairanäytteistä, joten kyseessä näyttää olevan maailmanlaajuisesti samalla tavoin toimiva prosessi. Laki-tulivuoren purkauksen aikaan rikki-33:ssa ei tapahdu merkittäviä muutoksia, joten tämän purkauksen aines näyttää rajoittuneen troposfääriin. Näyttääkin siltä, että Laki-tulivuoren purkaus ei aiheuttanut talven 1783-1784 epätavallista kylmyyttä.

Lähde: Lanciki, A., J. Cole-Dai, M. H. Thiemens, and J. Savarino (2012), Sulfur isotope evidence of little or no stratospheric impact by the 1783 Laki volcanic eruption, Geophys. Res. Lett., 39, L01806, doi:10.1029/2011GL050075. [tiivistelmä]

Merenpinta nousee ilmastollisista syistä Euroopan etelärannikoilla

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu merenpinnan nousua Euroopan etelärannikoilla käyttäen vedenpinnan korkeusmittareita ja satelliittimittauksia. Tutkimuksessa analysoitiin maa-alueiden korkeusmuutoksia muista kuin ilmastollisista tekijöistä johtuen ja tämän perusteella voitiin arvioida ilmastosta johtuvia merenpinnan muutoksia. Tutkimuksen tuloksien mukaan Välimeren rannikolla merenpinta nousee ilmastollisista syistä noin 1,7 millimetriä vuodessa. Pyreneiden (eli Iberian) niemimaan pohjoisrannikolla merenpinnan nousu mitattiin olevan kaksi kertaa nopeampaa, noin 3,4 millimetriä vuodessa.

Lähde: Wöppelmann, G., and M. Marcos (2012), Coastal sea level rise in southern Europe and the nonclimate contribution of vertical land motion, J. Geophys. Res., 117, C01007, doi:10.1029/2011JC007469. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia:

– Metsien kaato Etelä-Amerikassa saattaa lisätä kylmien jaksojen esiintymistä Länsi-Amazonilla ja jopa Etelä-Amerikan eteläosissa. Vaikutus saattaa liittyä matsien kaadon aiheuttamiin muutoksiin alueen suursääilmiöissä. David Medvigy, Robert L. Walko, and Roni Avissar, Simulated links between deforestation and extreme cold events in South America, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00259.1. [tiivistelmä]

– Uuden tutkimuksen mukaan merien makean veden tase (haihdunta miinus sadanta) voimistaa ilmaston lämpenemistä. Ilmaston lämmetessä korkeilla leveysasteilla meren suolapitoisuus vähenee, mikä vaikuttaa merien sekoittumiseen siten, että sen vaikutus on ilmaston lämpenemistä voimistava. Liping Zhang and Lixin Wu, 2012, Can oceanic freshwater flux amplify global warming?, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00172.1. [tiivistelmä]

– Lordi Kelvinin mittauksia vuodelta 1859 on käytetty uudessa tutkimuksessa tuonaikaisten savupäästöjen selvittämiseen. K.L. Aplin, Smoke emissions from industrial western Scotland in 1859 inferred from Lord Kelvin’s atmospheric electricity measurements, Atmospheric Environment, http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.12.053. [tiivistelmä]

– Uuden tutkimuksen mukaan tropiikin hyönteisten ja hämähäkkieläinten lisääntymiskyky kärsii huomattavasti jo vähäisestäkin lämpenemisestä. Jeanne A. Zeh, Melvin M. Bonilla, Eleanor J. Su, Michael V. Padua, Rachel V. Anderson, Dilpreet Kaur, Dou-Shuan Yang, David W. Zeh, Degrees of disruption: projected temperature increase has catastrophic consequences for reproduction in a tropical ectotherm, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02640.x. [tiivistelmä]

– Viimeisen parin vuosikymmenen aikana Euraasiassa talvien lämpötilat ovat laskeneet. Uuden tutkimuksen mukaan tämä johtuu ilmaston lämpenemisen nostaman ilman kosteuden aiheuttamasta lumisateiden lisääntymisestä. Judah L Cohen et al 2012, Arctic warming, increasing snow cover and widespread boreal winter cooling, Environ. Res. Lett. 7 014007 doi:10.1088/1748-9326/7/1/014007. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Pilvipeitteen muutokset ovat vaikuttaneet Euraasian lämpötiloihin uuden tutkimuksen mukaan. Vuoden 1982 jälkeen Länsi-Siperiassa lämpeneminen on ollut melko hidasta, mikä näyttää johtuvan pilvipeitteen lisääntymisestä. Toisaalta Euroopassa ja Mongoliassa tapahtuneeseen voimakkaampaan lämpenemiseen on ollut vaikuttamassa pilvipeitteen väheneminen ja vähentynyt sadanta. Qiuhong Tang and Guoyong Leng 2012, Damped summer warming accompanied with cloud cover increase over Eurasia from 1982 to 2009, Environ. Res. Lett. 7 014004 doi:10.1088/1748-9326/7/1/014004. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uudessa tutkimuksessa on seurattu lumitilanteen muutoksia Antarktiksella vuodesta 1979 lähtien lumen sulamisveden määrää arvioimalla, eikä tilastollisesti merkitseviä muutoksia ole havaittu. Kuipers Munneke, P., G. Picard, M. R. van den Broeke, J. T. M. Lenaerts, and E. van Meijgaard (2012), Insignificant change in Antarctic snowmelt volume since 1979, Geophys. Res. Lett., 39, L01501, doi:10.1029/2011GL050207. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Nilviäisten tuotanto on taloudellisesti tärkeä ala. Uuden tutkimuksen mukaan meren happamoituminen tulee aiheuttamaan pelkästään nilviäisten tuotannossa maailmanlaajuisesti yli sadan miljardin dollarin tappiot. Daiju Narita, Katrin Rehdanz and Richard S. J. Tol, Economic costs of ocean acidification: a look into the impacts on global shellfish production, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0383-3. [tiivistelmä]

– Uudessa mallitutkimuksessa saatiin suhteellisen alhainen ennuste kuluvan vuosisadan lämpenemiselle, vaikka kasvihuonekaasujen vaikutus nähtiinkin selvästi. Gillett, N. P., V. K. Arora, G. M. Flato, J. F. Scinocca, and K. von Salzen (2012), Improved constraints on 21st-century warming derived using 160 years of temperature observations, Geophys. Res. Lett., 39, L01704, doi:10.1029/2011GL050226. [tiivistelmä]

Tropiikin suursääilmiö saattaa voimistaa ilmaston lämpenemistä arktisilla alueilla

Uudessa tutkimuksessa on säähavaintojen avulla selvitetty, että Madden-Julian oskillaation nimellä tunnettu tropiikissa vaikuttava suursääilmiö on osaltaan ollut vaikuttamassa ilmaston lämpenemisen voimistumiseen arktisilla alueilla viimeisen 30 vuoden aikana.

Yksi ilmastonmuutoksen ilmenemismuodoista on ilmaston lämpenemisen voimistuminen arktisilla alueilla. Tämän ilmiön kaikkia syitä ei tunneta vielä kunnolla. Ilmiön tärkeimmäksi syyksi on esitetty merijään ja lumipeitteen vähenemisestä aiheutuvaa maapallon pinnan heijastuskyvyn pienenemistä. On kuitenkin olemassa mallisimulaatioita, joissa ilmaston lämpenemisen voimistuminen on saatu aikaan ilman merijään ja lumipeitteen vähenemisen vaikutusta. Tämä viittaa siihen, että myös ilmakehän kiertoliikkeillä voi olla jotain osuutta ilmiön esiintymiseen.

Myös havainnoissa on viitteitä siitä, ettei ilmiö välttämättä liity ainakaan kokonaan merijään ja lumipeitteen muutoksiin. On esimerkiksi havaittu, että ilmaston lämpeneminen arktisilla alueilla ei ole voimakkainta maan pinnan tasolla, vaan vähän ylempänä ilmakehässä. Toisaalta on myös havaintoja, joiden mukaan lämpeneminen on voimakkainta maan pinnan tasolla. Tilanne on siis hiukan epäselvä myös havainnoissa.

Aiemmissa tutkimuksissa on saatu viitteitä siitä, että joidenkin Tyynenmeren ja Intian valtameren säätapahtumien esiintymistiheydet ovat liittyneet ilmaston lämpenemisen voimistumiseen arktisilla alueilla. Onkin esitetty, että trooppisten alueiden lämpeneminen on yksi tekijä ilmaston lämpenemisen voimistumisessa arktisilla alueilla ilmakehän kiertoliikkeiden kautta.

Tropiikissa ilmakehän kiertoliikkeisiin liittyy vahvasti suursääilmiö, joka tunnetaan nimellä Madden-Julian oskillaatio (MJO). Muutokset MJO:ssa onkin esitetty olevan mahdollinen tekijä, joka tropiikissa vaikuttaa ilmaston lämpenemisen voimistumisessa arktisilla alueilla. MJO:lla on kahdeksan vaihetta. Vaiheiden 2-4 aikana Intian valtamerellä on voimistunut konvektiovirtaus ja vaiheiden 5-7 aikana voimistunut konvektiovirtaus tapahtuu läntisellä Tyynellämerellä.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty ilmakehän kiertoliikkeiden, erityisesti MJO:n, ja tropiikin sääilmiöiden vaikusta ilmaston lämpenemisen voimistumiseen arktisilla alueilla. Tutkimuksessa käytettiin MJO-indeksiä viimeisen 30 vuoden ajalta ja päivittäinen pintalämpötiladata otettiin ERA-Interim -analyysistä. MJO:n vaiheiden esiintymistä verrattiin arktisen alueen pintalämpötilan muutoksiin.

Tutkimuksen tuloksien perusteella MJO:n vaiheiden toistumistiheyden vaihtelut vuosikymmenien aikaskaalalla ovat vaikuttaneet huomattavasti arktisen alueen talviaikaiseen lämpenemiseen. Viimeisen 30 vuoden aikana MJO:n vaiheet 4-6 näyttävät yleistyneen huomattavasti ja vaiheet 1-2 harvinaistuneen jonkin verran.

MJO:n vaiheiden 4-6 aikana tropiikissa vallitsee voimistuneen lämpenemisen tila ja havaintojen mukaan siitä 1-2 viikkoa myöhemmin arktisilla alueilla on lämpimämpää. Tropiikissa vaikuttavan MJO:n ja arktisten alueiden pintalämpötilalla näyttää siis olevan yhteys. MJO:n vaiheiden 4-6 yleistyminen on tutkimuksen tuloksien perusteella aiheuttanut noin 10-20 prosenttia arktisilla alueilla havaitusta ilmaston lämpenemisen voimistumisesta.

Tutkimuksessa selvitettiin myös mahdollisia syitä sille, miksi MJO näyttää vaikuttavan arktisen alueen lämpötiloihin. Näyttää siltä, että lämpöä kulkeutuu tropiikista arktisille alueille napoja kohti suuntautuvien Rossby-aaltojen välityksellä ja tropiikin lämpeneminen sekä MJO:n vaiheiden esiintymistiheyden muutokset voimistavat navoille kulkeutuvaa lämpövirtaa.

Lähde:

Yoo, C., S. Feldstein, and S. Lee (2011), The impact of the Madden-Julian Oscillation trend on the Arctic amplification of surface air temperature during the 1979–2008 boreal winter, Geophys. Res. Lett., 38, L24804, doi:10.1029/2011GL049881. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Vuosi 2011 lähes kymmenen lämpimimmän vuoden joukkoon ja vuodesta 2012 tulossa hieman lämpimämpi

Kaikki mittaushistorian 13 lämpimintä vuotta ovat olleet viimeisimpien 15 vuoden aikana. Japanin ilmatieteen laitoksen alustavien tietojen mukaan vuosi 2011 oli 12. lämpimin, MetOfficen sekä NOAA:n mukaan 11. lämpimin, WMO:n mukaan 10. lämpimin ja Nasan mukaan 9. lämpimin. Arktisen merijään tilavuus oli pienempi kuin koskaan aiemmin satelliittimittausten aikakaudella. Vuotta 2011 maailmanlaajuisesti viilentänyt La Niña vaikuttaa myös tänä vuonna, mutta vuodesta 2012 ennustetaan kuitenkin hieman lämpimämpää.

Mittaushistorian 20 lämpimintä vuotta MetOfficen, NOAA:n ja Nasan mukaan. Poikkeama tarkoittaa sitä, kuinka paljon lämpimämpi vuosi on ollut pitkän aikavälin (1961-1990) keskiarvoon 14,0 celsiusastetta verrattuna. Viimeisimmät 15 vuotta tummennettuina. Vuoden 2011 tiedot ovat alustavia (tammi-lokakuu).

Japanin ilmatieteen laitos: Vuosi 2011 historian 12. lämpimin, maa-alueilla 9. lämpimin

Japanin ilmatieteen laitoksen alustavan tiedon mukaan maapallon keskimääräinen pintalämpötila (yhdistetty maa ja meri) vuonna 2011 (tammikuu-marraskuu) oli 0,08 °C yli ajanjakson 1981-2010 keskiarvon. Näin vuodesta 2011 tullee 12. lämpimin vuosi mittaushistoriassa (alkaen vuodesta 1891).

Viime vuonna keskimääräistä lämpimämpää oli varsinkin pohjoisen pallonpuoliskon korkeilla leveysasteilla, kun taas meren pintalämpötilat olivat viileitä päiväntasaajan lähellä Tyynenmeren keskiosista itäosiin.

Pelkkien maa-alueiden keskimääräinen lämpötila vuonna 2011 oli 0,20 °C ajanjakson 1981-2010 keskiarvoa ylempänä, mikä tarkoittaa vuoden 2011 olevan mittaushistorian yhdeksänneksi lämpimin vuosi.

Maapallon vuosittainen keskimääräinen pintalämpötila on noussut noin 0,68 °C sadassa vuodessa. Japanin ilmatieteen laitoksen mukaan 13 lämpimintä vuotta kautta aikojen ovat kaikki olleet viimeisimpien 15 vuoden aikana.

Viime vuosien korkeita lämpötiloja selittävät Japanin ilmatieteen laitoksen mukaan ihmisten toiminnasta syntyvien kasvihuonekaasujen aiheuttama ilmastonmuutos ja luonnolliset vaihtelut yhdessä. Lyhyemmällä aikavälillä La Niña -olosuhteet Tyynellämerellä vaikuttivat erittäin todennäköisesti vuoden 2011 globaalin lämpötilan viilenemiseen verrattuna edelliseen vuoteen.

WMO: Vuosi 2011 historian lämpimin La Niña -vuosi ja arktisen merijään tilavuus pienempi kuin koskaan mittaushistoriassa

Globaali keskilämpötila vuonna 2011 oli Maailman ilmatieteen järjestön (WMO) alustavan tiedon mukaan mittaushistorian kymmenenneksi korkein ja korkeampi kuin minään aikaisempana sellaisena vuonna, jolloin La Niña -ilmiö on selkeästi vallinnut. Myös WMO:n mukaan kaikki 13 lämpimintä vuotta ovat ilmenneet 15 viimeisimmän vuoden aikana vuodesta 1997 lähtien.

”Meidän tehtävämme on tuottaa tieteellistä tietoa päättäjien toimintaa varten”, sanoo WMO:n pääsihteeri Michel Jarraud. ”Meidän tietomme ovat selkeät ja ne osoittavat yksiselitteisesti sen, että maapallo lämpenee, ja että lämpeneminen johtuu ihmisen toiminnasta”, hän toteaa.

”Kasvihuonekaasujen määrät ilmakehässä ovat saavuttaneet uuden ennätyksen. Ne ovat hyvin nopeasti lähestymässä tasoa, joka johtaa maapallon keskilämpötilan nousuun 2-2,4 asteella, mikä tutkijoiden mielestä voisi laukaista kauaskantoisia ja peruuttamattomia muutoksia maapallolla, biosfäärissä ja valtamerissä”, hän arvioi.

WMO:n alustava selvitys arvioi yhdistetyn meri- ja maa-alueiden lämpötilan vuonna 2011 (tammi-lokakuu) olleen maailmanlaajuisesti 0,41 °C ± 0,11 °C ajanjakson 1961-1990 vuosittaista keskiarvoa 14,00 °C korkeampi. Tämä on kymmenenneksi lämpimin vuosi sen jälkeen, kun mittaukset vuonna 1850 aloitettiin.

Samoin kuin 2001-2010 myös 2002-2011 on mittausten lämpimin kymmenen vuoden jakso, 0,46 astetta yli pitkän aikavälin keskiarvon.

Maailmanlaajuiseen lämpötilaan vaikutti selvästi vuonna 2011 voimakas La Niña -ilmiö, joka kehittyi trooppisella Tyynellämerellä vuoden 2010 jälkipuoliskolla ja jatkui toukokuuhun 2011 asti. Se oli yksi voimakkaimmista La Niña -ilmiöistä viimeisimpien 60 vuoden aikana ja liittyi kiinteästi Itä-Afrikan, päiväntasaajalla Tyynenmeren keskiosissa sijaitsevien saarten ja Etelä-Yhdysvaltojen kuivuuteen sekä Etelä-Afrikan, Itä-Australian ja Etelä-Aasian tulviin.

Voimakkaina La Niña -vuosina on tyypillisesti 0,10-0,15 °C kylmempää kuin edeltävinä vuosina ja niiden jälkeen. Vuoden 2011 maailmanlaajuinen lämpötila noudatteli tätä mallia ja oli alhaisempi kuin vuonna 2010 mutta silti huomattavasti lämpimämpi kuin viimeisimpinä kohtalaisen voimakkaina La Niña -vuosina 2008 (+0,36 °C), 2000 (+0,27 °C) ja 1989 (+0,12 °C).

Maanpinnan tasolla ilman lämpötilat vuonna 2011 olivat pitkän ajan keskiarvoa korkeampia suurimmalla osalla maapallon maa-alueista. Suurimmat poikkeamat keskiarvosta olivat Venäjällä, erityisesti Pohjois-Venäjällä, jossa tammi-lokakuun lämpötilat olivat paikoitellen noin neljä celsiusastetta keskimääräistä ylempiä.

Arktisen merijään minimipinta-ala saavutettiin 9. syyskuuta 2011, jolloin se oli 4,33 miljoonaa neliökilometriä. Tämä on 35 % pienempi kuin vuosien 1979-2000 keskiarvo ja vain hieman yli vuonna 2007 havaitun ennätysminimin. Vuodesta 2007 poiketen sekä Luoteis- että Koillisväylät kuitenkin olivat kesällä 2011 ajoittain jäättömiä. Merijään tilavuus jäi vielä pinta-alaakin enemmän keskiarvon alle ja saavutti ennätysminimin 4200 kuutiokilometriä. Aiempi ennätys oli 4580 kuutiokilometriä vuodelta 2010. Useimmissa paikoissa pohjoisella napa-alueella myös lämpötilat olivat keskimääräistä korkeampia.

Muita vuoden 2011 merkittäviä säätapahtumia olivat ensin vaikea kuivuus ja sitten tulvat Itä-Afrikassa, suuret tulvat Kaakkois-Aasiassa, Pakistanissa ja Keski- sekä Etelä-Amerikassa, tulva ja maanvyörymä Brasiliassa, säätilan vaihtelu äärimmäisyydestä toiseen Yhdysvalloissa, kuiva alkuvuosi Euroopassa ja Itä-Kiinassa sekä toinen keskimääräistä vaimeampi trooppisten syklonien vuosi.

WMO:n alustavat yhteenvedot vuodesta 2011 perustuvat maalla sijaitsevien sääasemien, laivojen, poijujen ja satelliittien välittämiin tietoihin. Tiedot maapallon lämpötila-analyysiä varten kootaan lähinnä kolmesta toisiaan täydentävästä aineistosta. Yksi on HadCRUT3-aineisto, jota ylläpitävät Isossa-Britanniassa MetOfficen Hadley Centre ja Itä-Anglian yliopiston Climatic Research Unit. Toista aineistoa ylläpitää yhdysvaltalainen sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Kolmantena käytössä on Nasan Goddard Institute of Space Studies (GISS) -aineisto. Lisätietoa on kerätty Euroopan keskipitkien ennusteiden keskuksen (ECMWF) ERA-Interim -aineistosta. WMO julkaisee vuoden 2011 lopulliset päivitykset ja tiedot maaliskuussa 2012.

MetOffice: Vuoden 2012 lämpötila sijoittuu vuosien 2011 ja 2010 välille

Brittiläisen MetOfficen ja Itä-Anglian yliopiston HadCRUT3-aineiston mukaan vuosi 2011 oli maailmanlaajuisesti 0,36 °C pitkän aikavälin keskiarvoa lämpimämpi ja siten 11. lämpimin vuosi kautta aikojen. Adam Scaife MetOfficesta huomauttaa näin: ”Vaikka 2010 oli ennätyksellisen lämmin vuosi, vuonna 2011 näimme hyvin voimakkaan La Niñan, joka voi tilapäisesti viilentää maapallon lämpötilaa.”

MetOffice ennustaa vuoden 2012 olevan maailmanlaajuisesti noin 0,48 °C lämpimämpi (vaihteluväli 0,34 °C – 0,62 °C) kuin pitkän aikavälin 1961-1990 keskilämpötila 14,0 °C. Näin vuosi 2012 sijoittuisi mittaushistorian (alkaen vuodesta 1850) kymmenen lämpimimmän vuoden joukkoon.

Scaife toteaa seuraavasti: ”La Niña on palannut ja vaikkei se ole yhtä voimakas kuin viime vuoden alussa, sen odotetaan silti vaikuttavan lämpötiloihin tulevana vuonna. Siksi odotamme vuoden 2012 olevan hieman lämpimämpi kuin viime vuosi mutta ei yhtä lämmin kuin 2010.”

Lähteet:

Japan Meteorological Agency: Global temperature for 2011 to be ranked 12th on record, 21.12.2011.

MetOffice: Met Office 2012 annual global temperature forecast, 4.1.2012.

World Meteorological Organization: 2011 world’s 10th warmest year, warmest year with La Niña event, lowest Arctic sea ice volume, Press Release No. 935, 21.11.2011.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 1/2012

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.

Naaraspuoliset korallit ovat herkempiä nousseelle hiilidioksidipitoisuudelle

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty miten lauhkean vyöhykkeen koralliyhdyskunnat reagoivat hiilidioksidipitoisuuden nousuun. Tutkimuksessa koralliyhdyskuntia pidettiin kahdessa eri lämpötilassa (16 °C ja 24 °C) ja osa koralleista altistettiin nousseelle hiilidioksidipitoisuudelle. Nousseelle hiilidioksidipitoisuudelle altistetuilla koralleilla kalkkikuoren muodostuminen näytti hidastuvan.

Viileämmässä vedessä ei näkynyt eroja korallien eri sukupuolien reagoinnissa nousseeseen hiilidioksidipitoisuuteen, mutta lämpimämmässä vedessä sukupuolet reagoivat eri tavalla. Lämpimämmässä vedessä nousseelle hiilidioksidipitoisuudelle altistetuilla naaraspuolisilla koralleilla kalkkikuoren muodostuminen väheni 39 prosentilla verrattuna alhaisemmassa hiilidioksidipitoisuudessa olleisiin naaraspuolisiin koralleihin. Koiraspuolisilla koralleilla havaittu pieni väheneminen (viisi prosenttia) ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Naaraiden herkkyys nousseelle hiilidioksidipitoisuudelle saattaa olla selitettävissä sillä, että naaraat uhraavat osan energiastaan jälkeläisten (munien) tuottoon.

Lähde: Holcomb, M., Cohen, A. L., and McCorkle, D. C., An investigation of the calcification response of the scleractinian coral Astrangia poculata to elevated pCO2 and the effects of nutrients, zooxanthellae and gender, Biogeosciences, 9, 29-39, doi:10.5194/bg-9-29-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Sisävesistöt hautaavat orgaanista hiiltä ja aiheuttavat metaanipäästöjä

Sisävesistöillä on tärkeä rooli manneralueiden hiilitaseessa, koska niihin hautautuu orgaanista hiiltä ja lisäksi sisävesistöistä pääsee kasvihuonekaasuja ilmakehään. Erityisesti tropiikin uudet vesialueet (esimerkiksi uudet padot) toimivat voimakkaina metaanin päästölähteinä.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty lauhkealla vyöhykkeellä sijaitsevan vanhan patoalueen hiilen kiertoa. Kyseinen alue näyttäisi olevan tehokas orgaanisen hiilen nielu ja metaanin päästölähde. Tämä johtuu siitä, että alueen pohjasedimenttien kerääntyminen on nopeaa ja näin orgaanista hiiltä hautautuu nopeasti melko syvälle, jossa on hapettomat olosuhteet ja metaania alkaa muodostua. Metaani vapautuu sitten kuplina sedimentistä. Joen patoaminen on aikaansaanut tilanteen, jossa melko matalan veden pohjassa on voimakkaasti metaanipitoisia pohjakerroksia. Samanlainen tilanne on luultavasti muillakin patoalueilla ja jokien suistoissa.

Lähde: Sobek, S., T. DelSontro, N. Wongfun, and B. Wehrli (2012), Extreme organic carbon burial fuels intense methane bubbling in a temperate reservoir, Geophys. Res. Lett., 39, L01401, doi:10.1029/2011GL050144. [tiivistelmä]

Eteläisellä Atlantilla pilvien päällä olevalla savukerroksella on pieni lämmittävä vaikutus

Havaintojen perusteella trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla on paljon tummia hiilipitoisia aerosoleja. Tällaiset aerosolit estävät auringon säteilyä ja jos aerosolit ovat sekoittuneena pilvien kanssa, pilvisyys yleensä vähenee auringon energian absorboituessa aerosolikerrokseen. Toisaalta eteläisellä Atlantilla, jossa Afrikan savannien tulipaloista tuleva savu nousee meren päällä olevien kumpukerrospilvien yläpuolelle, savukerroksen lämpösäteily aiheuttaa pilvikerroksen paksuuntumista.

Uudessa tutkimuksessa on käytetty satelliittimittauksia savun tummien aerosolien säteilypakotteen määrittelyyn. Tutkimuksessa määritettiin kirkkaiden pilvien yläpuolella olevien tummien aerosolien suora säteilypakote sekä pilvien paksuuntumisesta johtuva epäsuora säteilypakote. Suoran säteilypakotteen arvoksi saatiin 9.2±6.6 wattia per neliömetri ja epäsuoran säteilypakotteen arvoksi saatiin −5.9±3.5 wattia per neliömetri. Epäsuora säteilypakote siis vähentää suoran säteilypakotteen lämmitysvaikutusta noin 60 prosentilla. Kun aerosolien määrän vaihtelu otetaan huomioon, niin keskimäärin savun aerosolien suora säteilypakote on 1.0±0.7 wattia per neliömetri ja epäsuora säteilypakote on −0.7±0.4 wattia per neliömetri. Pilvien yläpuolella olevan savun aerosoleilla on siis keskimäärin pieni lämmittävä vaikutus.

Lähde: Wilcox, E. M., Direct and semi-direct radiative forcing of smoke aerosols over clouds, Atmos. Chem. Phys., 12, 139-149, doi:10.5194/acp-12-139-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Erityyppiset El Niñot vaikuttavat eri tavoin Euroopan ja Pohjois-Atlantin säätilaan: Graf, H.-F., and D. Zanchettin (2012), Central Pacific El Niño, the “subtropical bridge,” and Eurasian climate, J. Geophys. Res., 117, D01102, doi:10.1029/2011JD016493. [tiivistelmä]

– Uudessa-Seelannissa on otettu muutaman merenpinnan korkeuden mittausaseman havainnot uuteen tarkasteluun ja näin on saatu parannettua alueen merenpinnan korkeuden mittaussarjoja: Hannah, J., and R. G. Bell (2012), Regional sea level trends in New Zealand, J. Geophys. Res., 117, C01004, doi:10.1029/2011JC007591. [tiivistelmä]

– Hollannin sääamatöörien ylläpitämiä sääasemia on käytetty kaupunkilämpösaarekkeen tutkimiseen: Dirk Wolters and Theo Brandsma, Estimating the Urban Heat Island in residential areas in the Netherlands using observations by weather amateurs, Journal of Applied Meteorology and Climatology 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JAMC-D-11-0135.1. [tiivistelmä]

– Jotkut Espanjan männyt lakkaavat reagoimasta nousevaan lämpötilaan, koska ne ovat herkempiä kuivuudelle: Raúl Sánchez-Salguero, Rafael M. Navarro-Cerrillo, J. Julio Camarero and Ángel Fernández-Cancio, Selective drought-induced decline of pine species in southeastern Spain, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0372-6. [tiivistelmä]

– Nuoremman dryaskauden viileneminen ei ilmeisesti näkynyt Australiassa: John Tibby, The Younger Dryas: relevant in the Australian region? Quaternary International, doi:10.1016/j.quaint.2012.01.003. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa tarkastellaan, miten kauan ilmastomallien mukaan kestää, ennen kuin ilmaston lämpeneminen erottuu ilmaston luonnollisen vaihtelun aiheuttamasta kohinasta: Hawkins, E. and R. Sutton (2012), Time of emergence of climate signals, Geophys. Res. Lett., 39, L01702, doi:10.1029/2011GL050087. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Pariisi-Lontoo -länsituuli-indeksin avulla saadaan kuvattua Pohjjois-Atlantin oskillaation toimintaa vuodesta 1692 alkaen: Richard C. Cornes, Philip D. Jones, Keith R. Briffa, Timothy J. Osborn, Estimates of the North Atlantic Oscillation back to 1692 using a Paris–London westerly index, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.3416. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa väitetään kosmisilla säteillä olevan suuri vaikutus ilmastoon. Tutkimuksessa kuitenkin käytetään hyvin vanhaa mittausdataa ja lisäksi suurin osa kosmisten säteiden hypoteesia vastaan julkaisuista todisteista jätetään ottamatta huomioon: Dorman, L. I., Cosmic rays and space weather: effects on global climate change, Ann. Geophys., 30, 9-19, doi:10.5194/angeo-30-9-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Eri malarialajit reagoivat eri tavalla ilmaston lämpenemiseen Intiassa: Deepak Jhajharia, Surajit Chattopadhyay, Rahul R. Choudhary, Vas Dev, Vijay P. Singh, Shankar Lal, Influence of climate on incidences of malaria in the Thar Desert, northwest India, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.3424. [tiivistelmä]

– Uudessa katselmusartikkelissa tarkastellaan hiilen kulkeutumisesta Itä-Siperiassa (muun muassa metaanin päästöjä): Igor P Semiletov et al 2012, On carbon transport and fate in the East Siberian Arctic land–shelf–atmosphere system, Environ. Res. Lett. 7 015201 doi:10.1088/1748-9326/7/1/015201. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Jäätiköiden tutkimusmenetelmät tarkentuvat

Kahdessa uudessa tutkimuksessa on käytetty uusia menetelmiä jäätiköiden tutkimuksessa. Toisessa tutkimuksessa arvioitiin jäätikön massatasapainoa jäätikön lumirajan korkeusmuutoksien perusteella ja toisessa tutkimuksessa paljastettiin aiemmin näkymättömiä vuosikerroksia ikivanhoista, edellisen interglasiaalin aikaisista jääkairanäytteistä.

Jäätiköiden sulaminen

Ilmaston lämpenemisen myötä jäätiköt ovat nousseet tärkeiksi tutkimuskohteiksi. Jäätiköillä on merkittävä rooli merenpinnan tason vaihteluissa (erityisesti suurilla napajäätiköillä) ja monien alueiden vesihuollossa (pienemmillä vuoristojäätiköillä). Ilmaston lämpeneminen sulattaa jäätiköitä, joten jäätiköiden jäämassan muutoksien seuraamisen tärkeys on korostunut viime vuosikymmeninä.

Jäätiköiden koon muutoksia kuvataan usein niiden massataseella eli jään massan muuttumisella ajan myötä. Jäätiköt valuvat hitaasti alaspäin, jolloin niiden alareuna laskeutuu sulamisrajan alapuolelle (tai joissakin tapauksissa mereen) ja alkaa sulaa. Jäätiköiden massa kuitenkin uusiutuu, kun niiden päälle sataa lunta, joka ajan myötä pakkautuu jäätikön päälle ja muuttuu jääksi. Jäätiköiden massa pysyy näin suunnilleen tasapainossa, jos ympäristön lämpötila ei muutu. Ilmastonmuutos kuitenkin lämmittää jäätiköiden ympäristöä ja muuttaa lumisateen määrää. Tämä saa aikaan muutoksia jäätikön massataseeseen vaikuttaviin tekijöihin (sulamiskorkeus nousee, jäätikön virtausnopeus voi muuttua ja jäätikölle muodostuvan uuden jäämassan määrä muuttuu) ja yleensä jäätikkö alkaa menettää massaansa (paikallisesti on kuitenkin mahdollista, että lunta sataa aiempaa enemmän niin, että jäätikkö kasvattaakin jäämassaansa ainakin aluksi).

Jäätiköiden massataseen määrittäminen on periaatteessa helppoa; on vain määritettävä jäätikölle kertyvän lumen määrä ja sulavan veden ja poislohkeilevan jään määrä. Käytännössä tämä on kuitenkin vaikeaa. Jäätiköt sijaitsevat usein vaikeapääsyisillä alueilla (esimerkiksi vuoristossa) ja karuissa olosuhteissa (olosuhteet ovat niin kylmät, että ne sallivat ikijään muodostumisen). Lisäksi niistä on nähtävissä vain pinta, joten lumen syvyys olisi mitattava esimerkiksi koetinkeppien tai koekaivauksien avulla. Jäätiköt ovat pienimmilläänkin yleensä liian suuria, jotta niitä olisi järkevää alkaa mittaamaan kokonaan tarkasti käsipelillä. Siksi jäätiköiden massataseen määrittämiseen käytetään tutkia, lasereita ja ilmakuvia (lentokoneista ja satelliiteista). Massatase on määriteltävissä esimerkiksi satelliittimittausten perusteella.

Yksi helpoimmista keinoista määrittää jäätikön massatase perustuu sen tasapainolinjaan. Tasapainolinja on se raja, jonka kohdalla jäätikön sulaminen ja uuden jään muodostuminen ovat yhtä suuria. Käytännössä tasapainolinjan alapuolella jäätikkö sulaa ja tasapainolinjan yläpuolella muodostuu uutta jäätä. Jäätiköillä on myös lumiraja, jonka alapuolella on paljasta jäätä ja yläpuolella lunta. Lumiraja nousee kesän sulamiskauden aikana ylöspäin ja kesän aikaisen sulamisen määrä on arvioitavissa lumirajan nousun nopeudesta. Lisäksi sulamiskauden lopulla lumirajan nousunopeudesta voidaan määritellä tasapainolinja.

Lumirajan nousunopeutta voidaan siis käyttää sulamiskauden lopulla tasapainolinjan määrittämiseen. Lumirajan käyttö tähän on järkevää, sillä lumiraja on havaittavissa satelliittikuvista. Lisäksi lumirajan nousunopeus voidaan määrittää vain muutaman satelliittikuvan avulla. Siihen ei tarvita jatkuvaa tarkkailua, mikä ei satelliittien avullakaan ole mahdollista, koska pilvipeite estää usein jäätikön kuvaamisen. Niinpä lumirajan nousunopeuden avulla on mahdollista suhteellisen helposti seurata monien jäätiköiden massataseen muutoksia.

Lumirajan hyödyntämisen mahdollisuus massataseen määrityksessä huomattiin jo 1970-luvulla. Tuolloin myös ymmärrettiin, että lumiraja on havaittavissa satelliiteista. Lumirajaan perustuva menetelmä laskea jäätikön massatase kehitettiin 1990-luvulla.

Uudessa tutkimuksessa on käytetty lumirajan nousunopeuteen perustuvan massataseen määritysmenetelmää Alaskassa sijaitsevalle Taku-jäätikölle. Tutkimuksessa käytettiin paikan päällä tehtyjä lumen syvyysmittauksia satelliittikuvien tukena massataseen määrityksessä.

Taku-jäätikkö sijaitsee Juneuan jäätikköalueella. Taku valittiin tutkimuskohteeksi, koska sieltä on olemassa pitkä massataseen mittaussarja, jonka mittaaminen aloitettiin jo vuonna 1946. Taku on siitä poikkeuksellinen, että sen massatase on ollut positiivinen vuosien 1946 ja 1988 välillä, eli se on kasvattanut massaansa, kun muut Juneaun jäätikköalueen ulosvirtausjäätiköt ovat menettäneet massaansa. Takun positiivinen massatase johtuu siitä, että jään lohkeaminen pois jäätiköstä lakkasi vuoden 1950 paikkeilla. Tämän seurauksena jäätiköllä on poikkeuksellisen suuri uuden jään kertymisalue ja jäätikkö ei siksi reagoi ilmaston lämpenemiseen paljoa.

Tutkimuksessa mitattiin Takun lumirajan nousunopeutta sulamiskauden aikana vuosien 1998 ja 2010 välillä. Lumirajan nousunopeus oli keskimäärin 3,7 metriä päivässä. Nousunopeus näyttäisi myös pysyvän melko vakaana (vaihdellen välillä 3,1 ja 4,4 metriä päivässä), joten karkea massataseen määritys onnistuu, vaikkei satelliittikuvia olisikaan saatavissa sulamiskauden lopulta.

Jäätiköistä saatava ilmastotieto

Sulamisen lisäksi toinen jäätiköiden tärkeä ominaisuus on niiden kyky säilöä menneisyyden tapahtumia, kuten ilmasto-olosuhteita (katso jäätikkötutkija Lonnie Thompsonin haastattelu aiheeseen liittyen). Jäätiköiltä otetaan jääkairanäytteitä, jotta saadaan tietoa menneisyyden ilmastonmuutoksista. Kauas menneisyyteen ulottuvissa jääkairanäytteissä on kuitenkin se ongelma, että niissä ei näy vuosikerroksia, joten joudutaan tyytymään epäsuoriin ajoitusmenetelmiin jääkerroksien iän selvittämiseksi. Ajoitusmenetelmät ovat epätarkkoja, joten ilmastotapahtumien ajoitus on erittäin vaikeaa. Lähimenneisyydessä ajoitusapuna toimivat muun muassa tunnettujen tulivuorien aiheuttamat pölykerrokset jäätikön jäässä, mutta pidemmälle menneisyyteen mentäessä samanlaisia ei apukeinoja ei enää löydy.

Näkyviä vuosikerroksia käyttäen on kuitenkin päästy jo melko pitkälle menneisyyteen. Grönlannista otetusta NGRIP-jääkairanäytteestä on muodostettu 60000 vuotta menneisyyteen ulottuva kronologia näkyvien vuosikerroksien perusteella. Jääkairanäytteessä näkyy vuosikerroksia vielä varhaisemmilta ajoilta, joten kronologiaa voidaan vielä pidentää kauemmas menneisyyteen. Tuolla syvyydellä vuosikerrokset alkavat kuitenkin olla ohuita ja vaikeita erottaa. NGRIP-jääkairanäytteessä vuosikerroksien voidaan olettaa olevan noin yhden senttimetrin paksuisia 115000 vuotta vanhassa jäässä, joten on mahdollisuuksien rajoissa, että sieltä saataisiin muodostettua koko viimeisen jäätiköitymisjakson kattava kronologia, jonka erotuskyky olisi yksi vuosi.

Edellinen interglasiaali (jäätiköitymisten välinen aika, kuten nykyään meneillä oleva holoseeni), Eem-interglasiaali, oli ajanjakso noin 130000-115000 vuotta sitten, jolloin ilmasto oli nykyisen tiedon mukaan lämpimämpi kuin nykyään ja merenpinta oli ehkä jopa 6-8 metriä nykyistä merenpintaa korkeammalla. Eem-interglasiaali saattaa olla siis hyvä esimerkki siitä, minkälaisiin olosuhteisiin nykyisen ilmaston lämpenemisen myötä saatetaan olla menossa. Eem-interglasiaalin ajalta olisikin erittäin mielenkiintoista saada tarkkaa ilmastotietoa.

Uudessa tutkimuksessa on käytetty uutta analysointimenetelmää pyrkimyksenä selvittää NGRIP-jääkairanäytteestä vuosikerrokset Eem-interglasiaalin ajalta. NGRIP ulottuu 123000 vuotta menneisyyteen, joten siitä on saatavissa Eem-interglasiaalin aikaista tietoa usean tuhannen vuoden ajalta. Analysointimenetelmä on kehitetty Kööpenhaminan yliopistossa ja se perustuu natriumin, ammoniumin ja pölyhiukkasten pitoisuuksiin jääkairanäytteessä sekä sulamisveden johtokykyyn. Menetelmä on tarkastettu jääkairanäytteen ylemmissä osissa, joissa vuosikerrokset erottuvat muutenkin. Menetelmä on näissä tarkastuksissa osoittautunut hyväksi. Menetelmän avulla vuosikerrokset on mahdollista erottaa yhden senttimetrin paksuisina tai siitä paksumpina. On siis mahdollisuuksien rajoissa, että menetelmän avulla voidaan määritellä Eem-interglasiaalin aikaiset vuosikerrokset.

Tutkimuksessa käytettiin uutta analysointimenetelmää kolmeen 2,2 metriä pitkään näytteeseen Eem-interglasiaalin ajalta ja sen jälkeisen jäätiköitymisen alkuajoilta. Uuden menetelmän avulla vuosikerrokset näkyvät selvästi analysoiduissa näytteissä. Osa näytteistä oli tosin mennyt pilalle ilmeisesti porauksessa käytetyistä nesteistä. Eem-interglasiaalin aikaiset vuosikerrokset näyttäisivät olevan noin 11 millimetriä paksuja. Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siis siltä, että koko NGRIP-jääkairanäytteen kattamalta ajalta olisi mahdollista saada vuosikerroksiin perustuva kronologia.

Lähteet:

Pelto, M., Utility of late summer transient snowline migration rate on Taku Glacier, Alaska, The Cryosphere, 5, 1127-1133, doi:10.5194/tc-5-1127-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Mauri Pelto: ”Taku Glacier Transient Snow Line Paper Published”

Svensson, A., Bigler, M., Kettner, E., Dahl-Jensen, D., Johnsen, S., Kipfstuhl, S., Nielsen, M., and Steffensen, J. P., Annual layering in the NGRIP ice core during the Eemian, Clim. Past, 7, 1427-1437, doi:10.5194/cp-7-1427-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 52/2011

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.

Sadannan ja haihdunnan erotuksen vaihtelun odotetaan lisääntyvän – enemmän kuivuutta ja tulvia tiedossa

Ilmaston lämpenemisen on sanottu aiheuttavan sekä tulvia että kuivuutta. Uudessa tutkimuksessa on ilmastomalleja käyttäen selvitetty sadannan ja haihdunnan erotuksen vaihtelua ilmaston lämmetessä. Sadannan ja haihdunnan erotuksen ollessa suuri, olosuhteet ovat otolliset tulville ja kun erotus on pieni, olosuhteet ovat otolliset kuivuudelle.

Tutkimuksen tuloksien mukaan sadannan ja haihdunnan erotuksen vaihtelu näyttäisi kasvavan ilmaston lämmetessä kuluvan vuosisadan aikana lähes joka puolella maapalloa. Tämä tarkoittaa sitä, että erotus on nykyistä useammin tarpeeksi suuri tulville ja tarpeeksi pieni kuivuudelle. Ainoastaan joillakin subtrooppisilla alueilla sekä Pohjois-Amerikan lounaisosissa sadannan ja haihdunnan erotuksen vaihtelu ei näyttäisi kasvavan. Erotuksen vaihtelu näyttää lisääntyvän eniten lähellä päiväntasaajaa ja korkeilla leveysasteilla.

Lähde: Richard Seager, Naomi Naik, Laura Vogel, Does global warming cause intensified interannual hydroclimate variability? Journal of Climate, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00363.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmaston lämmetessä Itämeren vähähappiset alueet tulevat todennäköisesti lisääntymään

Uudessa tutkimuksessa on tehty mallisimulaatioita Itämeren happitilanteesta tulevaisuudessa ilmaston muuttuessa. Itämeri kärsii jo nyt rehevöitymisestä sekä laajenevista alueista, joissa on happivajausta. Tutkimuksen tuloksien mukaan on hyvin todennäköistä, että Itämeren happivajauksesta ja -kadosta kärsivät alueet tulevat edelleen lisääntymään tulevaisuudessa. Parhaassakin tapauksessa (jos Itämeren ravinnekuorma helpottaisi huomattavasti) näyttää siltä, että happitilanne voisi parantua vain hiukan käytetystä ilmastomallista tai päästöskenaariosta riippumatta.

Happivajeen todennäköinen lisääntyminen johtuu jokien lisääntyneen virtaaman aiheuttamasta ravinnekuorman lisäyksestä, lämpötilan nousemisesta johtuvasta vähentyneestä hapen kulkeutumisesta ilmakehästä mereen ja meren sisäisestä ravinnekierron voimistumisesta. Tulevaisuudessa on odotettavissa, että Itämeren lisäksi myös muilla rannikkomerillä happitilanne heikkenee.

Lähde: Meier, H. E. M., H. C. Andersson, K. Eilola, B. G. Gustafsson, I. Kuznetsov, B. Müller-Karulis, T. Neumann, and O. P. Savchuk (2011), Hypoxia in future climates: A model ensemble study for the Baltic Sea, Geophys. Res. Lett., 38, L24608, doi:10.1029/2011GL049929. [tiivistelmä]

Monsuuniin liittyvät sateet ovat lisääntyneet maailmanlaajuisesti

Uuden tutkimuksen mukaan monsuuniin liittyvät sateet ovat lisääntyneet koko maapallon tilannetta tarkasteltaessa. Tutkimuksen tuloksien mukaan paikallisiin monsuuneihin vaikuttavat eniten auringon aktiivisuusvaihtelujen lisäksi myös ilmastojärjestelmän sisäiset tekijät, kuten El Niñoon liittyvä vaihtelu (El Niño-Southern Oscillation, ENSO). ENSO vaikuttaa voimakkaammin pohjoisen pallonpuoliskon kesämonsuuneihin kuin eteläisen pallonpuoliskon kesämonsuuneihin. Monsuuneihin liittyvät sateet ovat lisääntyneet eniten pohjoisella pallonpuoliskolla. Tämän sanotaan johtuvan pääasiassa Tyynenmeren itäosien ja länsiosien kasvaneista lämpötilaeroista ja siihen liittyy myös ilmanpaineen muutoksia. Tämä mekanismi aiheuttaa lopulta lämpötilaeron pallonpuoliskojen välille, mikä vahvistaa pohjoisen pallonpuoliskon kesämonsuunia ja heikentää eteläisen pallonpuoliskon kesämonsuunia.

Tyynemeren itäosien ja länsiosien erot ovat luultavasti sisäisen vaihtelun aiheuttamaa, mutta pallonpuoliskojen lämpötilaero on luultavasti aiheutunut ihmiskunnan kasvihuonekaasujen ilmastovaikutuksesta. Kesämonsuunin voimistuminen maailmanlaajuisesti lisää tropiikin vuodenaikavaihtelua, mutta myös lisää kosteutta kosteilla alueilla ja kuivuutta kuivilla alueilla.

Lähde: Bin Wang, Jian Liu, Hyung-Jin Kim, Peter J. Webster and So-Young Yim, Recent change of the global monsoon precipitation (1979–2008), Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1266-z. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Kolme jäätikön sulamista kiihdyttävää mekanismia

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu kolmen jäätiköiden sulamista kiihdyttävän mekanismin toimintaa Grönlannissa käyttäen ilmastomallien ohjaamaa jäätikkömallia. Ensimmäinen mekanismi on meriveden vaikutus jäähän. Makea vesi sulattaa jäätä tehokkaammin kuin suolainen vesi ja jäätikön sulaessa siihen yhteydessä oleva merivesi muuttuu makeammaksi, mikä siten kiihdyttää jäätikön sulamista. Grönlannissa tämän mekanismin vaikutus on melko rajallinen, koska Grönlannin jäätiköllä on vain vähän kosketuspintaa mereen. Toinen mekanismi on jäätikköön kohdistuvan rasituksen aiheuttama jäätikön sisäinen lämpeneminen. Kolmas mekanismi on on jäätikön liukuminen alustallaan, jota jäätikön sulamisvesi voimistaa.

Tutkimuksen tuloksien mukaan Grönlannin Jakobshavn Isbrae -jäätiköllä nämä kaikki kolme mekanismia ovat aktiivisia. Vuoteen 2100 mennessä jäätikkö saattaa menettää vuosittain 1,4 kuutiokilometriä enemmän jäätä vuoden 2000 tilanteeseen verrattuna näiden mekanismien takia. Liukumisen voimistuminen näyttää aiheuttavan suurimman osan (noin 40 prosenttia) jään menetyksen kasvusta.

Lähde: Ren, Diandong; Leslie, Lance M., Three positive feedback mechanisms for ice-sheet melting in a warming climate, Journal of Glaciology, Volume 57, Number 206, December 2011 , pp. 1057-1066(10), DOI: http://dx.doi.org/10.3189/002214311798843250. [tiivistelmä]

Lämpötilainversio saattaa olla yksi ilmaston lämpenemistä voimistava tekijä arktisilla alueilla

Ilmaston lämpenemiseen liittyy sen voimistuminen arktisilla alueilla. Tämä on nähty sekä havainnoissa että mallisimulaatioissa. Yleisesti sen aiheuttajana pidetään maapallon pinnan heijastuskyvyn muuttumista arktisten alueiden jääpeitteen sulaessa. Jään sulaessa sen alta paljastuu yleensä huonommin heijastava pinta, jolloin enemmän auringon säteilyä jää lämmittämään maapallon pintaa.

Ilmaston lämpenemisen voimistumiselle arktisilla alueilla on myös muita tekijöitä. Yksi näistä on maapallon pinnan lähellä syksyllä ja talvella tapahtuva lämpötilainversio, jossa maapallon pinnan jäähtyminen jäähdyttää myös pinnan lähellä olevaa ilmakerrosta ja syntyy tilanne, jossa ylempänä ilmakehässä on lämpimämpää kuin maapallon pinnan läheisessä kerroksessa. Sellaisessa tilanteessa pystysuuntainen sekoittuminen on vähäisempää kuin normaalitilanteessa (jossa lämpötila laskee ylemmäs ilmakehässä mentäessä).

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty lämpötilainversion roolia ilmaston lämpenemisen voimistumisessa arktisilla alueilla. Tutkimuksessa käytettiin mallisimulaatioita ja säähavaintoja. Tutkimuksen tuloksien perusteella vähentynyt pystysuuntainen sekoittuminen aiheuttaa sen, että ilmaston lämpenemisen myötä lämmenneen pinnan lämpö ei etene niin hyvin ilmakehän ylempiin kerroksiin, minkä takia lämpeneminen keskittyy maapallon pinnalle. Tämä vaikuttaa osaltaan ilmaston lämpenemisen voimistumiseen arktisilla alueilla. Tämän vaikutuksen odotetaan kuitenkin heikkenevän tulevaisuudessa, eli myös ilmaston lämpenemisen voimistumisen odotetaan vähenevän arktisilla alueilla.

Lähde: R. Bintanja, E. C. van der Linden and W. Hazeleger, Boundary layer stability and Arctic climate change: a feedback study using EC-Earth, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1272-1. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Merijää muuttuu arktisilla alueilla monivuotisesta yksivuotiseksi: Christian Stranne and Göran Björk, On the Arctic Ocean ice thickness response to changes in the external forcing, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1275-y. [tiivistelmä]

– Arktisilla alueilla talvi 2010/2011 oli stratosfäärissä yksi mittaushistorian kylmimmistä ja tuolloin stratosfäärin otsoni väheni voimakkaasti. Uuden tutkimuksen mukaan näin saattaa käydä jatkossa yhä useammin, jos stratosfäärin kylmät talvet kylmenevät edelleen (otsonihävikki lisäksi kylmentää stratosfääriä vielä lisää): Sinnhuber, B.-M., G. Stiller, R. Ruhnke, T. von Clarmann, S. Kellmann, and J. Aschmann (2011), Arctic winter 2010/2011 at the brink of an ozone hole, Geophys. Res. Lett., 38, L24814, doi:10.1029/2011GL049784. [tiivistelmä]

– Jotkut pilvien havainnointiin tarkoitetut satelliitit eivät tunnista joitakin pilvityyppejä, jotka MODIS havaitsee: Chan, M. A. and J. C. Comiso (2011), Cloud features detected by MODIS but not by CloudSat and CALIOP, Geophys. Res. Lett., 38, L24813, doi:10.1029/2011GL050063. [tiivistelmä]

– Pilvipeitteen vaihtelut eivät näytä olevan yhteydessä kosmisten säteiden tai auringon aktiivisuuden vaihteluiden kanssa: Laken, B. A. and J. Čalogović(2011), Solar irradiance, cosmic rays and cloudiness over daily timescales, Geophys. Res. Lett., 38, L24811, doi:10.1029/2011GL049764. [tiivistelmä]

– Puiden vuosirenkaisiin perustuva rekonstruktio Kaakkois-Kiinan talvilämpötiloista vuodesta 1850 alkaen: Feng Chen, Yu-jiang Yuan, Wen-shou Wei, Shu-long Yu and Tong-wen Zhang, Tree ring-based winter temperature reconstruction for Changting, Fujian, subtropical region of Southeast China, since 1850: linkages to the Pacific Ocean, Theoretical and Applied Climatology, DOI: 10.1007/s00704-011-0563-0. [tiivistelmä]