Viime viikon ilmastotutkimuksia 8/2012

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.

Viimeaikainen ilmaston lämpenemisen hidastuminen näyttää olleen vain pohjoisen talven ilmiö

Nykykäsityksen mukaan ilmaston odotetaan lämpenevän ihmisten toiminnan seurauksena. Ilmaston lämpenemisen odotetaan olevan voimakkainta pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisosissa talviaikaan. Globaalissa lämpötilassa ei ole kuitenkaan tapahtunut paljoa nousua viimeisen vuosikymmenen aikana. Pitemmällä tarkastelujaksolla, mikä on ilmaston kannalta merkityksellisempää, globaali lämpötila on noussut selvästi kaikkina vuodenaikoina talvea lukuunottamatta. Talven aikana esiintyy viilenemistä laajoilla alueilla Pohjois-Amerikan itäosissa ja Euraasian pohjoisosissa. Viime aikojen hidastuminen ilmaston lämpenemisessä näyttääkin olevan lähinnä talviaikainen ilmiö ja esiintyvän lähinnä pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisosissa. Viimeisen 20 vuoden aikana globaalissa lämpötilassa voimakkain alueellinen tekijä näyttää olleen pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisten maa-alueiden lämpötilat.

Lähde: Cohen, J. L., J. C. Furtado, M. Barlow, V. A. Alexeev, and J. E. Cherry (2012), Asymmetric seasonal temperature trends, Geophys. Res. Lett., 39, L04705, doi:10.1029/2011GL050582. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Yhdysvaltojen ylätasangolla tuulivoimalle käytettävissä oleva tuuli on vähentynyt

Yhdysvaltojen Kalliovuorten itäpuolen ylätasangolla sijaitsevia osavaltioita on pidetty hyvänä sijoituspaikkana tuulivoimalle. Poliittisissa ja taloudellisissa analyyseissä keskimääräistä tuulisuutta on usein pidetty vakiona, mutta jos tietyn alueen tuulisuudessa tapahtuu muutoksi ajan myötä, sillä on vaikutusta alueelle sijoitetulle tuulivoimalle.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty tuulisuuden muutoksia Kalliovuorten itäpuolen ylätasangolla vuosien 1971 ja 2000 välillä. Tutkimuksen tuloksien mukaan tuulen nopeudessa tapahtui huomattavia muutoksia tutkittuna aikana. Merkittävimmät muutokset ajoittuivat talveen ja kevääseen. Talven ja kevään aikainen tuulennopeus laski selvästi vuosien 1971 ja 2000 välillä ja pahimmillaan tuulitehon tiheys väheni jopa 20 prosenttia (keväällä) tutkimusalueen länsiosassa. Kesän ja syksyn aikaiset muutokset olivat pienempiä. Kesällä ei tapahtunut paljoakaan muutosta. Syksy oli vuodenajoista ainoa, jolloin joillakin alueilla näkyi pientä kasvua tuulitehon tiheydessä. Joissakin tutkimusalueen eteläisissä osissa syksyn aikainen tuulitehon nousu saattoi olla jopa kymmenen prosenttia.

Lähde: J. Scott Greene, Matthew Chatelain, Mark Morrissey and Steve Stadler, Estimated changes in wind speed and wind power density over the western High Plains, 1971–2000, Theoretical and Applied Climatology, DOI: 10.1007/s00704-012-0596-z. [tiivistelmä]

Vuoden 2010 helleaalto Venäjällä oli sekä luonnollisten tekijöiden että ilmaston lämpenemisen aiheuttama

Venäjää (ja myös Suomea) koetteli voimakas helleaalto vuonna 2010. Tämän helleaallon syitä on selvitetty viimeaikaisissa tutkimuksissa. Yksi tutkimus totesi, että helleaalto oli luonnollista alkuperää. Toisessa tutkimuksessa taas annettiin 80 prosentin todennäköisyys sille, ettei helleaalto olisi tapahtunut ilman viime vuosikymmenien ilmaston lämpenemistä. Jälkimmäisessä tutkimuksessa myös todettiin, että heidän tuloksensa on ristiriidassa ensimmäisen tutkimuksen tuloksien kanssa.

Uudessa tutkimuksessa on käytetty mallisimulaatioita, joiden avulla tätä ristiriitaa on pyritty selvittämään. Tutkimuksen tuloksien perusteella molemmat aiemmat tutkimukset olivat oikeassa. Venäjän vuoden 2010 helleaallon voidaan sanoa olleen luonnollisten tekijöiden seurausta voimakkuutensa osalta, mutta silti ilmaston lämpeneminen vaikuttaa helleaallon tapahtumisen todennäköisyyteen. Kaksi aiempaa tutkimusta siis oikeastaan vastasivat eri kysymyksiin.

Lähde: Otto, F. E. L., N. Massey, G. J. van Oldenborgh, R. G. Jones, and M. R. Allen (2012), Reconciling two approaches to attribution of the 2010 Russian heat wave, Geophys. Res. Lett., 39, L04702, doi:10.1029/2011GL050422. [tiivistelmä]

Ilmastomalli näyttää liian vähän lämpenemistä mioseenin aikaiselle syvälle merelle

Ilmastomallin avulla tehdyssä tutkimuksessa arvioitiin mioseenin (noin 20-14 miljoonaa vuotta sitten) aikaisia merien lämpötiloja (ja virtauksia). Tutkimuksen tuloksien perusteella mioseenin aikana Pohjois-Atlantin, Grönlanninmeren ja Pohjoisen jäämeren lämpötilat olivat merkittävästi korkeammat kuin nykyään. Mallisimulaatioissa näkyvä syvän meren lämpeneminen mioseenin aikana on yli kertaluokkaa vähäisempää kuin tuonaikaisista lämpötilaindikaattoreista (ns. prokseista) on nähtävissä. Tämä viittaa siihen, että käytetty ilmastomalli saattaa olla liian epäherkkä tuonaikaisille olosuhteille, tai että tuolloin ilmakehässä oli enemmän kasvihuonekaasuja kuin tällä hetkellä oletetaan, tai että proksit näyttävät liikaa lämpenemistä mioseenin aikana. Näistä kaksi ensimmäistä ovat todennäköisempiä, koska tuonaikaiset proksit antavat melko yhdenmukaisen kuvan nykyistä merkittävästi lämpimämmästä maapallosta.

Lähde: Herold, N., M. Huber, R. D. Müller, and M. Seton (2012), Modeling the Miocene climatic optimum: Ocean circulation, Paleoceanography, 27, PA1209, doi:10.1029/2010PA002041. [tiivistelmä]

Uusi ilmastoherkkyyden arvio on sopusoinnussa aikaisempien arvioiden kanssa

Ilmastomallien tulevaisuuden ennusteet ovat epävarmoja. Epävarmuus johtuu ennen kaikkea kolmesta tekijästä, jotka ovat ilmastoherkkyys, meren pystysuuntainen sekoittuminen ja ihmisen toiminnasta vapautuvien aerosolien vaikutus ilmastoon. Uudessa tutkimuksessa näiden tekijöiden epävarmuutta on arvioitu mallien ja tilastollisten menetelmien avulla. Tutkimuksen tuloksena ilmastoherkkyydelle saadaan arvioksi 2,8 celsiusastetta, jossa 95 prosentin epävarmuusalue on 1,8 – 4,9 celsiusastetta. Tämä tulos on sopusoinnussa aiemmissa tutkimuksissa saatujen arvojen kanssa.

Lähde: Olson, R., R. Sriver, M. Goes, N. M. Urban, H. D. Matthews, M. Haran, and K. Keller (2012), A climate sensitivity estimate using Bayesian fusion of instrumental observations and an Earth System model, J. Geophys. Res., 117, D04103, doi:10.1029/2011JD016620. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Uuden tutkimuksen mukaan pintalämpötilan todennäköisyysjakauma ei noudata normaalijakaumaa (eli Gaussin jakaumaa), mikä vaikeuttaa mallien ennusteita äärilämpötilojen esiintymisestä: Ruff, T. W. and J. D. Neelin (2012), Long tails in regional surface temperature probability distributions with implications for extremes under global warming, Geophys. Res. Lett., 39, L04704, doi:10.1029/2011GL050610. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Ilmaston lämpeneminen saattoi olla yksi tekijä permikauden päättäneessä massasukupuutossa: Michael M. Joachimski, Xulong Lai, Shuzhong Shen, Haishui Jiang, Genming Luo, Bo Chen, Jun Chen and Yadong Sun, Climate warming in the latest Permian and the Permian–Triassic mass extinction, Geology, v. 40 no. 3 p. 195-198, doi: 10.1130/G32707.1. [tiivistelmä]

– Himalajalla jäätiköt ovat muuttuneet tummemmiksi ainakin vuoden 2000 jälkeen satelliittimittausten perusteella. Ilmiö saattaa johtua jäätiköiden pinnalla olevan noen ja pölyn lisääntymisestä: Jing Ming et al 2012, Darkening of the mid-Himalaya glaciers since 2000 and the potential causes, Environ. Res. Lett. 7 014021 doi:10.1088/1748-9326/7/1/014021. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Keski-Amerikasta tehdyn lämpötilarekonstruktion perusteella nykyinen lämpeneminen etenee nopeimmin kuin mikään muu lämpenemisjakso viimeisen 86000 vuoden aikana: Alexander Correa-Metrio, Mark B. Bush, Kenneth R. Cabrera, Shannon Sully, Mark Brenner, David A. Hodell, Jaime Escobar, Tom Guilderson, Rapid climate change and no-analog vegetation in lowland Central America during the last 86,000 years, Quaternary Science Reviews, http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2012.01.025. [tiivistelmä]

– Äärilämpötilojen ja rankkasateiden esiintyminen ovat yleistyneet Etelä-Kiinassa: Chengjing Nie, Hairong Li, Linsheng Yang, Bixiong Ye, Erfu Dai, Shaohong Wu, Yi Liu, Yongfeng Liao, Spatial and temporal changes in extreme temperature and extreme precipitation in Guangxi, Quaternary International, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2012.02.029. [tiivistelmä]

– Australian kaakkoisosissa ihmisen aiheuttama ilmaston lämpeneminen näyttää etenevän askelmuutoksin: Jones, R. N. (2012), Detecting and attributing nonlinear anthropogenic regional warming in southeastern Australia, J. Geophys. Res., 117, D04105, doi:10.1029/2011JD016328. [tiivistelmä]

– Ilmastonmuutos yleisesti ottaen vähentää maissin tuottoa Länsi-Turkissa: Ömer Faruk Durdu, Evaluation of climate change effects on future corn (Zea mays L.) yield in western Turkey, International Journal of Climatology, DOI: 10.1002/joc.3435. [tiivistelmä]

Kevään ja kesän 2012 sääennuste

Millainen on kevään ja kesän 2012 sää? Tässä luettavaksenne tuoreimpia vuodenaikaisennusteita, jotka on tehty helmikuussa 2012. Tulossa näyttäisi olevan tavanomainen tai aavistuksen tavanomaista lämpimämpi kevät ja kesä. Uudemmat ennusteet päivittyvät tämän blogipostauksen linkkeihin. Heti aluksi on kuitenkin sanottava, että näihin sään vuodenaikaisennusteisiin voi suhtautua vain puolivakavasti. Vaikka ne ovatkin tieteellisiä ja luotettavampia kuin vanhan kansan ennusteet, nämä pitkän aikavälin sääennustemallit ovat vasta kehittelyasteella.

(c) konradbak - Fotolia.com

Euroopan keskipitkien ennusteiden keskus (ECMWF) on tehnyt vuodenaikaisennusteen, jonka mukaan kevään (maaliskuu-toukokuu) keskilämpötilan arvioidaan olevan Suomessa 0,5-1,0 astetta tavanomaista korkeampi. Sademäärät vaikuttavat tavanomaisilta. ECMWF:n vuodenaikaisennusteita ja kuukausiennusteita seurataan tarkemmin Ilmatieteen laitoksen nettisivuilla.

Venäjän Ilmatieteen laitos ennustaa Suomeen maalis-toukokuuksi keskimääräistä lämpimämpää. Sademäärä näyttäisi olevan normaali, aivan eteläisimmässä Suomessa jopa sen alle.

Yhdysvaltalainen NOAA/NWS ennustaa uusimmassa, 23. helmikuuta päivitetyssä ennusteessaan meille lämmintä kevättä (maalis-toukokuu). Huhtikuusta kesäkuuhun Etelä- ja Keski-Suomessa on yli 65 %:n ja Lapissa 55 %:n todennäköisyydellä tavanomaista lämpimämpää. Kolmen kuukauden jaksolla touko-heinäkuussa tavanomaista lämpimämmän sään todennäköisyys  Suomessa on tämänhetkisen ennusteen mukaan 35-55 %, mutta jaksolla kesäkuusta elokuuhun ollaan jo hyvin lähellä tavanomaisia lukemia.  Syksystä ja loppuvuodesta näyttäisi tulevan keskimääräistä viileämpiä. Elo-lokakuussa tavanomaista kylmemmän sään todennäköisyys on 35-65 %.  Tuoreimmat ennustekartat päivittyvät jatkuvasti nettisivuille. Lisää ennustekarttoja löytyy täältä.

IRI:n (International Research Institute for Climate and Society) ennusteissa kevät ja kesä (maalis-elokuu) näyttävät Suomessa lämpötiloiltaan lähes tavanomaisilta. Maalis-toukokuussa tavanomaista lämpimämmän sään todennäköisyys Etelä-Suomessa on 40 %, tavanomaisen lämpötilan todennäköisyys 35 % ja tavanomaista viileämmän sään todennäköisyys 25 % . Päivitetyt ja yksityiskohtaiset ennusteet löytyvät nettisivulta, jossa aukeavat ensin sade-ennusteet (precipitation). Valitse Forecast Type > Temperature, jos haluat nähdä lämpötilaennusteet.

Ranskan Ilmatieteen laitos antaa kaikkein yksityiskohtaisimmat ennustekartat. Maaliskuussa Eurooppa näyttää voimakkaasti kahtia jakautuneelta. Koillis-Euroopassa on tavanomaista kylmempää ja mitä enemmän kohti lounasta mennään, sitä lämpimämpää (jopa selvästi tavanomaista lämpimämpää) tulee. Suomen alue näyttää maaliskuussa asteen tai parin verran normaalia kylmemmältä. Lisäksi tänne ennustetaan normaalia kosteampaa, mikä tarkoittaa käytännössä lumisateita. Huhti-toukokuussa kahtiajako ei ole yhtä voimakas, vaikka nytkin aivan pohjoisimmassa Euroopassa näyttäisi olevan tavanomaista viileämpää, etelässä selvästi lämpimämpää. Suomen alueella huhti- ja toukokuu vaikuttaisivat jo tavanomaisilta, toukokuu ehkä kostealta. Kesäkuuksi Suomeen ennakoidaan tavanomaista tai hieman tavanomaista lämpimämpää säätä. Etelä-Eurooppaa kohti mentäessä tavallista lämpimämmän sään todennäköisyys kasvaa. Heinäkuussa Suomi näyttäisi lämpötiloiltaan melko tavanomaiselta lukuun ottamatta Lappia, jossa saattaa olla 0,5-1 astetta tavanomaista lämpimämpää ja kuivaa. Todennäköisimmin tavanomaista lämpimämpää säätä on Lounais-Euroopassa. Malliennusteeseen sisältyvien epävarmuuksien takia tällainen tulkinta näin tarkasti kuukausittain, valtioittain ja asteluvuin voi kuitenkin antaa hyvinkin virheellisiä tuloksia.

Eri tutkimuslaitosten vuodenaikaisennusteiden lämpötilaennusteet Suomen alueelle maalis-toukokuuksi ja kesä-elokuuksi 2012. Taulukossa + tarkoittaa tavanomaista lämpimämpää ja ± 0 tavanomaisia lämpötiloja.

Kaikissa pitkän aikavälin sääennusteissa on huomattava, etteivät ne ole Pohjois-Euroopassa kovinkaan luotettavia. Täällä ei ole samanlaista jaksottaista vaihtelua niin kuin tropiikissa, jossa ennusteissa voidaan käyttää hyväksi ENSO-värähtelyä (El Niño – La Niña -syklin vaihtelua). Matalilla leveysasteilla (tropiikissa) vuodenaikaisennusteet ovatkin hieman luotettavampia kuin meillä, koska siellä säätyypit ovat pitkälti seurausta meriveden lämpötilan vaihteluista. Meillä taas äkilliset, hetkittäiset tekijät vaikuttavat enemmän.

Suomessa vallitsee väli-ilmasto, jossa on sekä meri-ilmaston että mannerilmaston piirteitä. Tuulen suunta vaikuttaa ratkaisevasti siihen, kumpi näistä piirteistä on voitolla. Yleensä meillä vallitsevat lounais- ja länsituulet, mutta toisinaan voimme olla pitkäänkin Venäjältä tulevan mantereisen vaikutuksen alaisina.

Nämä vuodenaikaisennusteetkin ovat sääennusteita, eivät ilmastoennusteita. Säähän pääsevät hetkelliset tekijät vaikuttamaan voimakkaastikin, toisin kuin ilmastoon, joka on pitkän aikavälin keskiarvo. Vaikka pitkän aikavälin sääennusteet, ns. vuodenaikaisennusteet, pitäisivätkin paikkansa, on huomattava, että ne ovat vain useamman kuukauden ajalle ennustettuja keskiarvoja. Jos kesästä ennustetaan keskimääräistä lämpimämpää, tämä voi tarkoittaa esimerkiksi joko 1) sitä, että koko kesä on vähän tavanomaista lämpimämpi (ei hurjia helteitä) tai 2) sitä, että kesälämpötilat ovat suurimmat osan ajasta aivan normaaleja (vähän alle tai vähän yli tavanomaisen), mutta jossakin vaiheessa on kunnon helleaalto. (Vertaa: Suurkaupungissa on mahdollista ennustaa, että tietyssä kaupunginosassa tapahtuu enemmän rikoksia kuin toisessa, mutta siitä huolimatta et hälytysajossa olevan poliisiauton perässä ajaessasi tiedä, mihin kaupunginosaan poliisiauto juuri sillä kerralla kääntyy.)

Koko vuoden 2012 globaalin ennusteen voit lukea tästä linkistä.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 7/2012

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.

Maapallon maa-alueilta ilmakehään pääsevän metaanin määrä lisääntyy

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu maapallon maa-alueiden metaanitasetta (eli metaanilähteitä ja -nieluja) biogeokemiallista mallia käyttäen. Malliin sisältyy muiden muassa kosteikkojen, riisipeltojen, biomassan polton ja kasvillisuuden metaanipäästöt. Metaanipäästöt ja -nielut arvioitiin 0,5 x 0,5 asteen ruuduille vuosien 1901 ja 2009 välillä.

Tutkimuksen tuloksien mukaan maa-alueiden ekosysteemit päästävät metaania ilmakehään noin 310 teragrammaa vuosittain. Tästä pääosa tulee kosteikoista ja märehtivästä karjasta. Metaanilähteet ja -nielut ovat jakautuneet maapallon maa-alueille hyvin epätasaisesti. Metaanipäästöissä näkyy kasvava trendi, mikä viittaa siihen, että ilmaston lämmetessä maa-alueilta pääsevällä metaanilla saattaa olla yhä tärkeämpi rooli ilmaston kannalta tulevaisuudessa.

Lähde: Ito, A. and Inatomi, M.: Use of a process-based model for assessing the methane budgets of global terrestrial ecosystems and evaluation of uncertainty, Biogeosciences, 9, 759-773, doi:10.5194/bg-9-759-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Koko kiinan ilmasto on lämmennyt vuodesta 1990 lähtien

Kiinan sääasemien päivittäisiä lämpötilamittauksia on käytetty uudessa tutkimuksessa, jossa on selvitetty vuodenaikojen keskilämpötilojen sekä talven ja kesän äärilämpötilojen muuttumista kahden ajanjakson välillä (1960-1989 ja 1990-2009).

Tutkimuksen tuloksien mukaan lämpötilojen kehityksessä on tapahtunut huomattava muutos 1990-luvun alkupuolella. Ennen vuotta 1990 joillakin alueilla näkyi vielä jopa viilenemistrendejä, mutta vuoden 1990 jälkeen kaikki tarkastelussa olleet lämpötilaindikaattorit osoittavat huomattavaa lämpenemistä kaikkialla Kiinassa (huomautettakoon kuitenkin, että tutkimuksen tiivistelmässä kerrotaan myöhemmin Pohjois-Kiinan talviaikaisesta viilenemisestä vuoden 1990 jälkeen, eli tiivistelmässä on oltava virhe jommassakummassa kohdassa). Lämpötilan muutos on ollut suurinta Pohjois-Kiinassa, jossa ilmaston lämpenemisnopeus on ollut noin 4,5 celsiusastetta vuosikymmenessä.

Lähde: Li Qi and Yuqing Wang, Changes in the observed trends in extreme temperatures over China around 1990, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00437.1. [tiivistelmä]

Tulevaisuuden kaupungeissa riittää kuumia öitä

Ihmiselle tulee epämukava olo, kun lämpötila on korkea ja ilmankosteus suuri. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty, miten ilmaston lämpeneminen vaikuttaa näiden ihmisille epämukavan olon aiheuttavien olosuhteiden esiintymistä kaupungeissa ja maaseudulla. Tutkimuksessa käytettiin ilmastomallia, johon oli yhdistetty kaupunkimalli.

Tutkimuksen tuloksien mukaan tulevaisuuden kaupungeissa ”lämpöstressi” lisääntyy huomattavasti enemmän kuin ympäröivällä maaseudulla. Kaupungeissa vallitseva kuiva ilma ehkäisee vain vähän lämpöstressiä, koska kaupungeissa yölämpötilat lisääntyvät huomattavasti kaupunkilämpösaarekkeen takia. Lämpöstressin ero maaseudun ja kaupunkien välillä on suurimmillaan juuri yöaikaan keskileveysasteiila ja subtrooppisilla alueilla. Helleaaltojen yhteydessä kaupunkien lämpöstressin lisääntyminen näkyy erityisen voimakkaasti. Voimakkaan lämpöstressin yöt näyttävät lisääntyvän eniten tropiikissa, vaikka ilmaston lämpenemisen ennustetaan nostavan tropiikin lämpötiloja vähiten. Tropiikissa lämpöstressin lisääntyminen johtuu selkeiden vuodenaikojen puutteesta.

Lähde: Fischer, E. M., K. W. Oleson, and D. M. Lawrence (2012), Contrasting urban and rural heat stress responses to climate change, Geophys. Res. Lett., 39, L03705, doi:10.1029/2011GL050576. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Lämpeneminen viivästyttää puronieriän kutua ja vähentää pesien määrää Yhdysvaltojen New Yorkin osavaltiossa tehdyn tutkimuksen mukaan: Dana R. Warren, Jason M. Robinson, Daniel C. Josephson, Daniel R. Sheldon, Clifford E. Kraft, Elevated summer temperatures delay spawning and reduce redd construction for resident brook trout (Salvelinus fontinalis), Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02670.x. [tiivistelmä]

– Antarktiksen niemimaan jäähyllyjen pinnat ovat laskeneet vuoden 1978 jälkeen satelliittimittausten perusteella: Fricker, H. A. and L. Padman (2011), Thirty years of elevation change on Antarctic Peninsula ice shelves from multi-mission satellite radar altimetry, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2011JC007126, in press. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on analysoitu pilvisyyttä malleissa ja havainnoissa: Qian, Y., Long, C. N., Wang, H., Comstock, J. M., McFarlane, S. A., and Xie, S.: Evaluation of cloud fraction and its radiative effect simulated by IPCC AR4 global models against ARM surface observations, Atmos. Chem. Phys., 12, 1785-1810, doi:10.5194/acp-12-1785-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Ohjeita ilmastomuuttujien ja niiden epävarmuuden graafisiin esityksiin: Kaye, N. R., Hartley, A., and Hemming, D.: Mapping the climate: guidance on appropriate techniques to map climate variables and their uncertainty, Geosci. Model Dev., 5, 245-256, doi:10.5194/gmd-5-245-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Ilmaston lämpeneminen on yksi tekijöistä, jotka vaikuttavat tuulisuuden muutoksiin Lounais-Kiinassa: Yang Xiaomei, Li Zongxing, Feng Qi, He Yuanqing, An Wenlin, Zhang Wei, Cao Weihong, Yu Tengfei, Wang Yamin, H. Wilfred Theakstone, The decreasing wind speed in southwestern China during 1969-2009, and possible causes, Quaternary International, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2012.02.020. [tiivistelmä]

– Ilmastomallit antavat hyviä tuloksia Pohjois-Atlantin pintakerrosten lämpösisällön ennustamisessa jopa kymmenen vuoden ajanjaksolla: Stephen Yeager, Alicia Karspeck, Gokhan Danabasoglu, Joe Tribbia, and Haiyan Teng, A Decadal Prediction Case Study: Late 20th century North Atlantic Ocean Heat Content, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00595.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Ilmastonmuutoksen ennustetaan tuovan lisää helleaaltoja Pohjois-Amerikkaan: Ngar-Cheung Lau and Mary Jo Nath, A Model Study of Heat Waves over North America: Meteorological Aspects and Projections for the 21st Century, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00575.1. [tiivistelmä]

– Ilmastomallit ennustavat muutoksia eri vuodenaikoina esiintyviin sademääriin tulevaisuudessa, mutta näyttää siltä, että havaitut muutokset ovat suurempia kuin malliennusteet: Noake, K., D. Polson, G. Hegerl, and X. Zhang (2012), Changes in seasonal land precipitation during the latter twentieth-century, Geophys. Res. Lett., 39, L03706, doi:10.1029/2011GL050405. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on analysoitu kaupunkilämpösaarekkeen tutkimusmenetelmiä käyttäen saksalaista Leipzigin kaupunkia koekenttänään. Tutkimuksen johtopäätöksenä mainitaan, että kaupunkilämpösaarekkeen tutkimuksissa kannattaisi käyttää useita kaupunkilämpösaarekkeen indikaattoreita: Nina Schwarz, Uwe Schlink, Ulrich Franck, Katrin Großmann, Relationship of land surface and air temperatures and its implications for quantifying urban heat island indicators—An application for the city of Leipzig (Germany), Ecological Indicators, http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.01.001. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on rekonstruoitu Yhdysvaltojen montanan menneisyyden ilmasto neljän järven pohjasedimenteistä löytyneistä piilevien fossiileista. Rekonstruktiossa näkyy viisi merkittävää ilmastonmuutosta (2200-2100, 1700–1600, 1350–1200, 800–600 ja 250 vuotta ennen vuotta 1950): Brandi Bracht-Flyr, Sherilyn C. Fritz, Synchronous climatic change inferred from diatom records in four western Montana lakes in the U.S. Rocky Mountains, Quaternary Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.yqres.2011.12.005. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on selvitetty palautuuko merijää tulevaisuudessa, jos ilmasto viilenee. Tutkimuksen tuloksien mukaan merijääpeitteeseen ei liity palautumattomia ominaisuuksia: Ridley, J. K., Lowe, J. A., and Hewitt, H. T.: How reversible is sea ice loss?, The Cryosphere, 6, 193-198, doi:10.5194/tc-6-193-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Eri liikennemuodot lämmittävät ilmastoa

Uuden tutkimuksen mukaan eri liikennemuotojen kasvihuonekaasu- ja aerosolipäästöt saattavat kokonaisuudessaan lämmittää maapalloa muutamalla celsiusasteen kymmenesosalla vuosisadan loppuun mennessä.

Ilmasto on lämmennyt viimeisten vuosikymmenien aikana, minkä on laskettu suurimmaksi osaksi olevan ihmiskunnan tuottamien kasvihuonekaasupäästöjen seurausta. Ihmiskunnan erilaiset toimet voivat kaikki vaikuttaa ilmastoon. Onkin tärkeää tutkia yksittäisten toimien vaikutusta erikseen, jotta saadaan tarkempi käsitys, miltä sektoreilta päästöjä on erityisesti vähennettävä, jotta ilmaston lämpenemistä saadaan hillittyä.

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu erilaisten liikennemuotojen vaikutusta ilmastoon. Tutkimuksessa selvitettiin tieliikenteen, merenkulun ja lentoliikenteen päästöjä ja niiden ilmastovaikutuksia ilmastomallin avulla (käyttäen SRES-skenaariota A1B, jossa kehitys jatkuu suunnilleen nykyisen kaltaisena) vuosien 1860 ja 2100 välillä. Hiilidioksidipäästöjen lisäksi tutkimuksessa otettiin huomioon suurin osa eri liikennemuotojen muista päästöistä. Tällaisia päästöjä olivat muun muassa otsonin, metaanin, noen, orgaanisen hiilen, sulfaatin ja CFC-yhdisteiden päästöt. Kasvihuonekaasupäästöt aiheuttavat yleisesti ottaen lämpenemistä ja aerosolipäästöt viilenemistä.

Tutkimuksen tuloksien mukaan kaikkien liikennemuotojen hiilidioksidipäästöt lämmittivät maapalloa vuonna 2000 yhteensä 0,1 celsiusasteen verran. Vuonna 2100 tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä aiheutuu 0,3 celsiusasteen lämmitysvaikutus ja merenkulusta sekä lentoliikenteestä kummastakin aiheutuu noin 0,1 celsiusasteen lämmitysvaikutus hiilidioksidipäästöjen osalta.

Muiden päästöjen osalta tieliikenteessä vaikutus on suurimmillaan vuosien 2000 ja 2050 välillä (suurin vaikutus on noin 0,1 celsiusastetta), mutta vaikutus pienenee vuosisadan loppua kohti mentäessä. Merenkulun muiden päästöjen vaikutus on viilentävä ja on enimmillään noin -0,1 celsiusastetta vuosien 2050 ja 2100 välillä. Lentoliikenteen muut päästöt aiheuttavat lämmittävän vaikutuksen, joka on suuruudeltaan noin 0-0,15 celsiusastetta vuonna 2100.

Tieliikenteen ja merenkulun ilmastovaikutukset ovat vain hieman suurempia pohjoisella kuin eteläisellä pallonpuoliskolla. Lentoliikenteen ilmastovaikutus sen sijaan voi olla jopa viisi kertaa suurempi pohjoisella kuin eteläisellä pallonpuoliskolla. Ilmastovaikutukset näyttävät lisäksi olevan suurempia korkeammilla leveysasteilla. Lentoliikenteen muut päästöt kuin hiilidioksidi näyttävät myös vaikuttavan voimakkaasti Pohjois-Atlantin oskillaation toimintaan.

Lähde: Olivié, D. J. L., Cariolle, D., Teyssèdre, H., Salas, D., Voldoire, A., Clark, H., Saint-Martin, D., Michou, M., Karcher, F., Balkanski, Y., Gauss, M., Dessens, O., Koffi, B., and Sausen, R.: Modeling the climate impact of road transport, maritime shipping and aviation over the period 1860–2100 with an AOGCM, Atmos. Chem. Phys., 12, 1449-1480, doi:10.5194/acp-12-1449-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Skeptical Science -suomennos: Tieteellinen opas ilmastoskeptismiin

”Tieteellinen skeptisyys on hyvä asia. Skeptisyys itse asiassa kuuluu tieteen luonteeseen. Aito skeptisyys merkitsee kaiken todistusaineiston huomioonottamista ennen lopullisen johtopäätöksen tekemistä. ‘Ilmastoskeptismiä’ lähemmin tarkastellessamme huomaamme kuitenkin, että todisteita käytetään valikoiden halutun johtopäätöksen perustelemiseksi. Muut todisteet hylätään. Tämä ei ole skeptisyyttä, vaan tieteen ja faktojen ylenkatsomista.

Tässä oppaassa tarkastellaan todisteita ihmisen aiheuttamasta ilmastonmuutoksesta, sekä sitä, miten ilmastoskeptikoiden väittämät voivat johtaa harhaan esittämällä vain valikoituja todisteita ottamatta kokonaisuutta huomioon.”

Lataa opas tästä.

---

(Alkuperäinen teksti: John Cook – Skeptical Science)

• Skeptical Science suomeksi
• Artikkeliluettelo

Viime viikon ilmastotutkimuksia 6/2012

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.

Keskiajan lämpökausi oli hyvin erilainen kuin nykyinen ilmaston lämpeneminen

Lämpötilarekonstruktioissa etenkin pohjoisella pallonpuoliskolla näkyy keskiajalla lämpöjakso (noin vuosina 950-1250), jonka lämpimyyttä ei ole ylitetty sittemmin ennen kuin viime vuosikymmeninä. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty keskiajan lämpökauden syitä käyttäen mallisimulaatioita, joiden tuloksia on verrattu keskiajan lämpökauden alueelliseen esiintymiseen. Näin on yritetty selvittää ne tekijät, jotka parhaiten saavat aikaan todellisuutta vastaavan kuvan keskiajan lämpökauden alueellisesta esiintymisestä.

Tutkimuksen tuloksien perusteella keskiajan lämpökauden aiheuttivat verraten pienet muutokset ilmastopakotteissa, joihin yhdistyi muutokset ilmakehän kiertoliikkeissä sekä merivirtojen (esimerkiksi Golf-virran) siirtyminen pohjoisemmaksi. Näyttää siis siltä, että keskiajan lämpökauteen vaikuttavat tekijät ovat hyvin erilaiset kuin nykyisessä ilmaston lämpenemisessä.

Lähde: Hugues Goosse, Elisabeth Crespin, Svetlana Dubinkina, Marie-France Loutre, Michael E. Mann, Hans Renssen, Yoann Sallaz-Damaz and Drew Shindell, The role of forcing and internal dynamics in explaining the “Medieval Climate Anomaly”, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-012-1297-0. [tiivistelmä]

Yhdysvaltain kansalaiset eivät anna tieteellisen tiedon ohjata suhtautumistaan ilmastokysymyksiin

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty tekijöitä, jotka vaikuttavat Yhdysvaltain kansalaisten suhtautumiseen ilmastonmuutoksen uhkaan. Tutkimuksessa käytettiin 74 erillisen kansalaiskyselyn tietoja vuosien 2002 ja 2010 väliseltä ajalta. Selvitettävänä oli viisi eri tekijää: 1) äärimmäiset sääilmiöt, 2) tarkka tieteellinen tieto, 3) median antama tieto, 4) eliitin lausunnot ja 5) aktivistijärjestöjen toiminta.

Tutkimuksen tuloksien mukaan eliitin lausunnot ja taloudelliset tekijät määräävät eniten kansalaisten suhtautumista ilmastokysymyksiin. Median antamat tiedot ovat kylläkin tärkeitä, mutta mediaa näyttävät ohjaavan eliitin lausunnot ja taloudelliset tekijät. Äärimmäisillä sääilmiöillä ei näytä olevan kokonaisuuden kannalta merkitystä mielipidevaikuttajana. Tieteellisen tiedon antaminen kansalaisille näyttäisi vaikuttavan vain hyvin vähän.

Tutkimuksen perusteella näyttää siis siltä, että tietoon pohjaavalla tiedotuksella ei ole ollut juurikaan merkitystä sille, miten Yhdysvaltain kansalaiset suhtautuvat ilmastokysymyksiin. Poliittisilla liikkeillä ja eliitillä sen sijaan näyttää olevan suurin merkitys asiassa.

Lähde: Robert J. Brulle, Jason Carmichael and J. Craig Jenkins, Shifting public opinion on climate change: an empirical assessment of factors influencing concern over climate change in the U.S., 2002–2010, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-012-0403-y. [tiivistelmä]

Puiden vuosirenkaisiin perustuvat lämpötilarekonstruktiot aliarvioivat tulivuorten vaikutusta ilmastoon

Suurin tulivuorenpurkaus viimeisen tuhannen vuoden aikana tapahtui vuosina 1258-1259. Sen aiheuttaman säteilypakotteen on arveltu olleen useita kertoja suurempi kuin Pinatubo-tulivuoren purkauksesta vuonna 1991 aiheutunut säteilypakote. Niin suuren säteilypakotteen pitäisi aiheuttaa noin kahden celsiusasteen viilenemisen. Tämä ei kuitenkaan ole nähtävissä puiden vuosirenkaisiin perustuvissa lämpötilarekonstruktioissa. Lisäksi rekonstruktioissa, jotka käyttävät muita menetelmiä puiden vuosirenkaiden lisäksi, vuosien 1258-1259 viileneminen näkyy vain heikosti. Tämän takia on epäilty, ettei tuolloin tapahtunut tulivuorenpurkaus vaikuttanut merkittävästi ilmastoon.

Michael Mannin ja muiden uudessa tutkimuksessa tätä asiaa on tutkittu puiden kasvun mallin avulla. Tutkimuksen tuloksien mukaan näyttää siltä, että puurajan lähellä kasvavat puut ovat reagoineet viilenemiseen vain heikosti. Lisäksi osalla puista on tuolloin ilmennyt puuttuvia vuosirenkaita, mikä on aiheuttanut ajoitusvirheitä vuosirengasrekonstruktioihin. Näyttää siis siltä, että tulivuorilla on voimakkaampi ilmastovaikutus, kuin puiden vuosirenkaisiin perustuvista rekonstruktioista on pääteltävissä.

Lähde: Michael E. Mann, Jose D. Fuentes & Scott Rutherford, Underestimation of volcanic cooling in tree-ring-based reconstructions of hemispheric temperatures, Nature Geoscience, (2012), DOI: doi:10.1038/ngeo1394. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Italian vuoristoissa kasvavilla puilla vuosirenkaat ovat olleet hyviä kuvaamaan ilmastoa, mutta joidenkin alueiden puilla vuosirenkaiden kyky kuvata kesäkuun lämpötilaa on vähentynyt. Tämän ajatellaan johtuvan pidentyneestä kasvukaudesta: Anna Coppola, Giovanni Leonelli, Maria Cristina Salvatore, Manuela Pelfini, Carlo Baroni, Weakening climatic signal since mid-20th century in European larch tree-ring chronologies at different altitudes from the Adamello-Presanella Massif (Italian Alps), Quaternary Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.yqres.2012.01.004. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on saatu hyviä tuloksia hiilen kierron simuloinnissa kokonaisen jäätiköitymisjakson yli (viimeisen 126 tuhannen vuoden ajalta): Brovkin, V., Ganopolski, A., Archer, D., and Munhoven, G.: Glacial CO₂ cycle as a succession of key physical and biogeochemical processes, Clim. Past, 8, 251-264, doi:10.5194/cp-8-251-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Vanhojen mereen ja ilmakehään liittyvien havaintojen uudelleenkäsittelyllä saadaan tarkempaa tietoa menneisyyden (1900-luvun alun) ilmaston vaihtelusta: Carton, J. A., H. F. Seidel, and B. S. Giese (2012), Detecting historical ocean climate variability, J. Geophys. Res., 117, C02023, doi:10.1029/2011JC007401. [tiivistelmä]

– Tilastollisia menetelmiä sään ääriolosuhteiden esiintymiseen liittyen on arvioitu uudessa tutkimuksessa: Visser, H. and Petersen, A. C.: Inferences on weather extremes and weather-related disasters: a review of statistical methods, Clim. Past, 8, 265-286, doi:10.5194/cp-8-265-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Etelämantereelta otetusta jääkairanäytteestä tehdyssä lämpötilarekonstruktiossa näkyy talviaikainen viilenemistrendi, joka ei ole yhtenevä alueelta tehtujen lämpötilamittausten kanssa: Kate E. Sinclair, Nancy A. N. Bertler, Tas D. van Ommen, Twentieth century surface temperature trends in the western Ross Sea, Antarctica: Evidence from a high-resolution ice core, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00496.1. [tiivistelmä]

– Uudessa suomalaistutkimuksessa on tarkasteltu ilmakehän hiukkasmuodostusta ja tullaan siihen johtopäätökseen, että ilmansaasteiden (joista osa viilentää ilmastoa) vähennystoimien seurauksena kasvihuonekaasujen aiheuttama lämpeneminen saattaa muuttua huomattavan nopeaksi: Makkonen, R., Asmi, A., Kerminen, V.-M., Boy, M., Arneth, A., Hari, P., and Kulmala, M.: Air pollution control and decreasing new particle formation lead to strong climate warming, Atmos. Chem. Phys., 12, 1515-1524, doi:10.5194/acp-12-1515-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uuden Yhdysvaltojen pintalämpötilaa analysoineen tutkimuksen mukaan kolme lämpimintä vuotta Yhdysvalloissa vuoden 1895 jälkeen ovat olleet vuodet 1998, 2006 ja 1934. Kolme kylmintä vuotta ovat olleet vuodet 1917, 1895 ja 1912: Samuel S. P. Shen, Christine K. Lee, Jay Lawrimore, Uncertainties, Trends, and Hottest and Coldest Years of US Surface Air Temperature since 1895: an Update Based on the USHCN V2 TOB Data, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00102.1. [tiivistelmä]

– Beringinmeren yläkerrokset lämpenevät 1-2 celsiusastetta hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistuessa uuden ilmastomallin avulla tehdyn tutkimuksen mukaan: Hyun-Chul Lee, Thomas L. Delworth, Anthony Rosati, Rong Zhang, Whit G. Anderson, Fanrong Zeng, Charles A. Stock, Anand Gnanadesikan, Keith W. Dixon and Stephen M. Griffies, Impact of climate warming on upper layer of the Bering Sea, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-012-1301-8. [tiivistelmä]

– Uuden tutkimuksen mukaan auringonpilkkujakso näkyy Madden-Julian -oskillaation toiminnassa: Elena Blanter, Jean-Louis Le Mouël, Mikhail Shnirman, Vincent Courtillot, A correlation of mean period of MJO indices and 11-yr solar variation, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, http://dx.doi.org/10.1016/j.jastp.2012.01.016. [tiivistelmä]

Pohjoisen kasvillisuus muuttuu ilmaston lämmetessä

Uusien tutkimusten mukaan ilmaston lämpeneminen pidentää kasvukautta arktisilla alueilla. Lisäksi kasvillisuus näyttää muuttuvan pensas- ja puuvaltaisemmaksi. Kasvillisuuden muutoksilla on oma vaikutuksensa ilmastoon ja arktisten alueiden kasvillisuuden muutokset näyttäisivat voimistavan ilmaston lämpenemistä.

Ilmaston lämpeneminen aiheuttaa muutoksia eliölajien elinympäristöihin. Eliölajien täytyy reagoida muuttuvaan ympäristöön. Jotkut lajit siirtyvät toisille elinalueille ja jotkut lajit muuttavat vuodenaikarytmiään. On myös lajeja, jotka eivät pysty siirtymään uusille alueille eivätkä myöskään sopeutumaan muutoksiin. Sellaiset lajit kuolevat sukupuuttoon.

Arktisilla alueilla ilmaston lämpeneminen on ollut erityisen voimakasta. Niinpä ilmaston lämpenemisen vaikutukset näkyvät arktisilla alueilla selvästi. Ilmaston lämpenemisen myötä jää- ja lumipeite vähenee. Ikirouta myös sulaa monilla alueilla. Jään ja kylmyyden läsnäoloon sopeutuneille lajeille arktisten alueiden lämpeneminen aiheuttaa sopeutumispaineita. On vallattava uusia elinalueita tai sopeuduttava uuteen lämpimämpään ympäristöön tai hävittävä. Toisaalta jään ja kylmyyden väheneminen avaa uusia alueita lämpimämmän ilmaston lajien vallattavaksi. On siis odotettavissa, että ilmaston lämmetessä arktisten alueiden lajistossa tapahtuu muutoksia. Maapallon eliöstö vaikuttaa osaltaan ilmastoon, joten lajiston muutoksien voidaan olettaa myös aiheuttavan muutoksia ilmastoon.

Eliölajien ajoitus muuttuu

Arktisilla alueilla on voimakas vuodenaikavaihtelu ja ilmaston lämpeneminen vaikuttaa myös tähän. Kasvukausi pitenee ja lintujen pesiminen aikaistuu. Hyönteisten eri vaiheiden ajoitus muuttuu ja kasvit kukkivat eri aikaan. Ajoituksen muuttuminen vaikuttaa toisistaan riippuvien lajien (esimerkiksi kukat ja mehiläiset) selviytymiseen, sillä eri lajien ajoitus muuttuu eri tavalla ja on mahdollista, että aikuisten perhosten aikaan ei olekaan tuttu ravintokasvi kukkimassa. Ilmaston lämmetessä kuitenkin edelleen esiintyy kylmiä jaksoja. Lajien tottuessa lämpimään ilmastoon niiden riski menehtyä kylminä kausina kasvaa.

Zeng ja muut ovat selvitelleet uudessa tutkimuksessa pohjoisten alueiden kasvillisuuden vuodenaikaan liittyvän ajoituksen muuttumista vuosien 2000 ja 2010 välillä. Tutkimuksessa käytettiin satelliittimittauksia MODIS-mittalaitteesta kasvillisuuden seuraamiseen. Lisäksi tarkasteltiin satelliittimittauksia AVHRR-mittalaitteesta viimeisen kolmen vuosikymmenen ajalta.

Tutkimuksen tuloksien mukaan pohjoisten alueiden kasvukausi piteni viime vuosikymmenella. Suurin osa kasvaukauden pidentymisestä johtuu kasvukauden alkamisesta keskimäärin 4,7 päivää aikaisemmin. Kasvukauden loppu siirtyi keskimäärin 1,6 päivää myöhemmäksi, mikä myös pidensi kasvukautta.

Pohjois-Amerikan ja Euraasian välillä oli suuria eroja kasvukauden ajoituksen muutoksissa. Pohjois-Amerikassa kasvukausi alku siirtyi 11,5 päivää aikaisemmaksi ja kasvukauden loppu viivästyi 2,2 päivällä (eli kasvukausi piteni melkein 14 päivällä). Euraasiassa kasvukauden alku siirtyi 2,7 päivää aikaisemmaksi ja kasvukauden loppu viivästyi 3,5 päivällä (kasvukausi piteni noin kuudella päivällä).

Yllä esitetyt tulokset ovat perustuvat MODIS-satelliitin mittauksiin. Niiden perusteella kasvukauden piteneminen johtuu pääasiassa kasvukauden alun siirtymisestä aikaisemmaksi. AVHRR-satelliitin mittausten mukaan viimeisen kolmenkymmenen vuoden ajalta tilanne näyttää päinvastaiselta. AVHRR:n mittauksissa kasvukausi näyttää pidenneen pääasiassa kasvukauden lopun siirtyessä myöhemmäksi. Näiden kahden päinvastaiset tulokset antavat aihetta epäillä mittaussarjoja ja onkin tehtävä vielä lisää työtä satelliittimittausten kalibroimisessa.

Tundran kasvillisuus muuttuu

Ilmaston lämpenemisen myötä eliöstön levinneisyysalueet siirtyvät kohti suotuisampia elinalueita. Yleensä siirtyminen tapahtuu kohti viileämpiä alueita, koska lajit ovat tottuneet elämään tietyissä lämpötiloissa ja ilmaston lämpenemisen myötä elämiseen otollisten lämpötilojen alueet siirtyvät. Yleensä siirtyminen tapahtuu napoja kohti ja/tai korkeammalle.

Lajiston siirtyessä tietyn alueen lajisto muuttuu. Niinpä aiemmin pääasiassa ruohovartisten kasvien hallitsemalla arktisella tundralla on odotettavissa pensaiden ja puiden yleistymistä. Pensaikon yleistyessä sen varjoon jäävät lajit harvinaistuvat valon puutteen vuoksi. Ilmaston lämpeneminen saattaa siis muuttaa tundralajiston erilaiseksi kuin nykyään. Tyypillisiä tundraa valloittavia puita ja pensaita ovat muun muassa pajut, lepät ja vaivaiskoivu.

Lisäksi ilmaston lämpeneminen siirtää nykyiselle tundralajistolle sopivan lämpötilan alueita pohjoisemmaksi, joten tundralajisto myös pyrkii siirtymään sinne. Ikävä kyllä vastaan tulee Pohjoinen jäämeri, eivätkä lajit pääse siirtymään siitä pohjoisemmaksi, elleivät äkkiä kehity vesieliöiksi.

Myers-Smith ja muut ovat arvioineet olemassa olevaa havaintoaineistoa tundran kasvillisuuden muutoksista ja selvitelleet muutoksien syitä. Pensaiden lisääntyminen tundralla on havaittu viimeisen sadan vuoden aikana joka puolella arktisia alueita. Samaten vuoristoista on raportoitu pensaikon leviämisestä korkeammalle.

Satelliittimittauksissa ympäri arktisia alueita näkyy kasvillisuuden tuottavuuden kasvu, mikä on tapahtunut samaan aikaan ilmaston lämpenemisen kanssa. Tuottavuuden kasvulle on kuitenkin monia syitä lämpötilan nousun lisäksi, kuten esimerkiksi lumipeitteen väheneminen, ikiroudan sulaminen ja ihmisen toiminta.

Ropars ja Boudreau ovat tutkineet kasvillisuuden muutoksia pohjoisella puurajalla Kanadan Quebecissä. He vertailivat alueelta otettuja ilmakuvia vuosien 1957 ja 2008 välillä. Vertailun tuloksien mukaan pensaslajisto lisääntyi alueella. Pääasiassa tämä johtuu grönlanninpensaskoivun (Betula glandulosa) lisääntymisestä. Alueen pensoittuminen näyttäisi jatkuvan edelleen.

Kasvillisuuden muutokset vaikuttavat ilmastoon

Kasvillisuuden muutokset vaikuttavat arktisten alueiden ekosysteemeihin, mutta myös energiataseeseen, paikallisilmastoon sekä hiilen ja veden kiertoon. Kasvillisuuden muutokset voivat joko vähentää tai voimistaa meneillään olevaa lämpenemistä. Dramaattiset muutokset arktisten alueiden kasvillisuudessa vaikuttaisivat myös globaaliin hiilenkiertoon ja pinnan heijastuskyvyn muutosten kautta myös globaaliin ilmastoon. (Myers-Smith ja muut, 2011)

Kasvillisuuden korkeuden ja tiheyden kasvaessa kasvillisuus heijastaa pienemmän osan saapuvasta auringonvalosta takaisin avaruuteen, eli aiempaa suurempi osa auringonvalosta jää lämmittämään maapallon pintaa. Tämä heijastuskyvyn, eli albedon, muutos on havaittu useissa tutkimuksissa.

Kasvillisuus vaikuttaa myös maaperän ja ikiroudan lämpötilaan. Lisäksi kasvillisuus vaikuttaa lumen kerääntymiseen, mikä myös vaikuttaa maaperän lämpötilaan. Maaperän lämpötila saattaa pensaikkoisella alueella olla talvella jopa 30 celsiusastetta lämpimämpää kuin ilman lämpötila. Pensaikoista vapaalla alueella taas maaperän lämpötila saattaa olla suunnilleen sama kuin ilman lämpötila. Keväällä kasvillisuus vaikuttaa lumen sulamiseen. Kasvillisuuden lumea tummempi pinta imee auringonvaloa ja sulattaa ympäristön lunta. Toisaalta korkea kasvillisuus varjostaa lunta ja näin hidastaa sen sulamista. Kesällä kasvillisuuden varjostus viilentää maaperän lämpötilaa.

Bonfils ja muut ovat tutkineet arktisen kasvillisuuden muutoksien vaikutuksia ilmastoon ilmastomallin avulla. Heidän tuloksiensa perusteella arktisten alueiden pensaikkoituminen lisää lämpenemistä. Lisäksi näyttää siltä, että kasvillisuuden korkeus vaikuttaa lämpenemisen määrään. Korkeampi kasvillisuus lämmittää ilmastoa enemmän.

Kasvillisuuden lisääntyminen aiheuttaa lämpenemistä kahdella tavalla. Toinen on yllä mainittu heijastuskyvyn muutos ja toinen on kasvillisuuden vaikutus kosteuden haihtumiseen. Korkeampi kasvillisuus vaikuttaa keväällä aikaisemmin heijastuskykyyn ja haihduttaa vettä tehokkaammin kuin matala kasvillisuus. Korkeampi kasvillisuus myös näyttäisi lämmittävän maaperää enemmän kuin matalampi kasvillisuus. Kasvillisuuden lämmittävät vaikutukset toimivat sitten yhdessä merijään muutoksien ja merestä haihtuvan kosteuden kanssa lämmittäen arktisia alueita.

Lähteet:

C J W Bonfils et al 2012, On the influence of shrub height and expansion on northern high latitude climate, Environ. Res. Lett. 7 015503 doi:10.1088/1748-9326/7/1/015503. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Isla H Myers-Smith et al 2011, Shrub expansion in tundra ecosystems: dynamics, impacts and research priorities, Environ. Res. Lett. 6 045509 doi:10.1088/1748-9326/6/4/045509. [tiivistelmä, koko artikkeli]

P Ropars and S Boudreau 2012, Shrub expansion at the forest–tundra ecotone: spatial heterogeneity linked to local topography, Environ. Res. Lett. 7 015501 doi:10.1088/1748-9326/7/1/015501. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Heqing Zeng et al 2011, Recent changes in phenology over the northern high latitudes detected from multi-satellite data, Environ. Res. Lett. 6 045508 doi:10.1088/1748-9326/6/4/045508. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Viime viikon ilmastotutkimuksia 5/2012

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.

Ikiroudan sulamisesta aiheutuvat hiilipäästöt voimistavat ilmaston lämpenemistä

Ikiroudan sulaessa maaperästä alkaa vapautumaan hiiltä kasvihuonekaasujen muodossa, mikä lämmittää ilmastoa. Ilmaston lämpenemisen aiheuttaman ikiroudan sulamisesta vapautuvien kasvihuonekaasujen ilmastovaikutuksia ei toistaiseksi tunneta kovin hyvin, koska ikiroudan sulamisen määrää ja aikataulua ei tiedetä tarkasti.

Uudessa tutkimuksessa asiaa on selvitetty käyttämällä uutta ikiroutamallia. Tutkimuksen tuloksien mukaan ikiroudan sulamisesta aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt lämmittävät ilmastoa noin 0,04-0,23 celsiusastetta vuoteen 2100 mennessä, jos ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöjen rajoitukset ovat vähäisiä. Jos kasvihuonekaasupäästöjä rajoitetaan enemmän, ikiroudan sulamisesta aiheutuva lisälämpeneminen olisi noin 0,04-0,16 celsiusastetta. Ikiroudan sulaminen siis joka tapauksessa näyttäisi voimistavan ilmaston lämpenemistä.

Lähde: Schneider von Deimling, T., Meinshausen, M., Levermann, A., Huber, V., Frieler, K., Lawrence, D. M., and Brovkin, V.: Estimating the near-surface permafrost-carbon feedback on global warming, Biogeosciences, 9, 649-665, doi:10.5194/bg-9-649-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Lämpeneminen 1900-luvulla nopeinta 1200 vuoteen

Uudessa tutkimuksessa on tehty pohjoisen pallonpuoliskon lämpötilarekonstruktio viimeisen 1200 vuoden ajalta. Rekonstruktiossa pohjoisen pallonpuoliskon 1900-luvun lämpenemisen suuruus pysyy vielä luonnollisen vaihtelun rajoissa. Lämpeneminen 1900-luvulla näyttää kuitenkin tapahtuneen nopeimmin tarkastellun 1200 vuoden aikana. Lisäksi 1800-luvun ja 1900-luvun välinen lämpötilamuutos on suurin kyseisen 1200 vuoden aikana tapahtunut muutos.

Lähde: Ljungqvist, F. C., Krusic, P. J., Brattström, G., and Sundqvist, H. S.: Northern Hemisphere temperature patterns in the last 12 centuries, Clim. Past, 8, 227-249, doi:10.5194/cp-8-227-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Perhosten levinneisyysalueet ovat siirtyneet pohjoisemmaksi Isossa-Britanniassa

Perhoslajien levinneisyysalueen pohjoisella rajalla on odotettavissa, että populaatioiden koko vaihtelee voimakkaasti eri vuosien välillä toisin kuin lajin levinneisyysalueen ytimessä elävillä populaatioilla. Ilmaston lämmetessä on kuitenkin odotettavissa, että levinneisyysalueet siirtyvät pohjoista kohti ja siksi populaatioiden koon vaihtelu entisellä levinneisyysalueen rajalla pitäisi vähentyä.

Uudessa tutkimuksessa tätä on testattu seuraamalla 19 perhoslajin populaatioiden vuotuista kokoa Isossa-Britanniassa vuosien 1979 ja 2009 välillä, jolloin ilmasto lämpeni. Tutkimuksen tuloksien mukaan perhoslajien populaatioiden vaihtelu oli pienempää tutkimusajanjakson jälkimmäisellä (ja lämpimämmällä) puoliskolla. Erityisesti lajeilla, joilla levinneisyysalue oli enemmän etelään keskittynyt, populaation koon vaihtelu väheni selvästi.

Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että perhoslajien populaatioiden koko todella vaihtelee enemmän levinneisyysalueen rajalla, ja että aiemmin monen perhoslajin levinneisyysalueen rajalla ollut Iso-Britannia on muuttunut monen lajin kannalta enemmän levinneisyysalueen ytimeen kuuluvaksi.

Lähde: Tom H. Oliver, David B. Roy, Tom Brereton, Jeremy A. Thomas, Reduced variability in range-edge butterfly populations over three decades of climate warming, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02659.x. [tiivistelmä]

Ilmanpaineen vaihtelut saavat Adrianmerellä aikaan tsunamin kaltaisia ilmiöitä

Vuosien 1955 ja 2010 välillä pohjoisella Adrianmerellä (Välimeren lahti Italian ja Balkanin niemimaan välissä) on dokumentoitu 16 tsunamin kaltaista merenpinnan heilahtelutapahtumaa. Näissä tapahtumissa aallonkorkeus on ollut suurimmillaan 60 cm ja jaksonaika on vaihdellut 20 ja 150 minuutin välillä. Tapahtumien kesto on ollut yhden ja 48 tunnin välillä. Näiden tapahtumien kanssa samaan aikaan on esiintynyt ilmanpaineen vaihteluita, joissa ilmanpaine on muuttunut 2-4 hPa kymmenen minuutin aikana. Paineenvaihtelut liittyvät todennäköisesti ilmakehän konvektiiviseen toimintaan.

Uuden tutkimuksen mukaan nämä paineenvaihtelut saavat Adrianmerellä aikaan Proudman-resonanssiksi kutsutun ilmiön, joka aiheuttaa merenpinnan vaihtelut. Lisäksi tutkimuksen mukaan paineenvaihtelun syntyyn tarvitaan tietynlaiset sääolosuhteet. Tutkimuksen antamien tietojen perusteella jatkossa voisi olla mahdollista ennustaa tällaiset merenpinnan vaihteluun liittyvät tapahtumat. Ilmiön voimakkuutta olisi silti vielä vaikea ennustaa luotettavasti.

Lähde: Šepić, J., I. Vilibić, and N. Strelec Mahović (2012), Northern Adriatic meteorological tsunamis: Observations, link to the atmosphere, and predictability, J. Geophys. Res., 117, C02002, doi:10.1029/2011JC007608. [tiivistelmä]

Ilmakehän otsonipitoisuuden viikonloppuefektin syiden jäljillä

Uusi Kalifornialainen kenttätutkimus osoittaa aiempien tutkimusten tapaan, että ilmakehän otsonipitoisuudessa näkyy ”viikonloppuefekti”, eli otsonipitoisuus on suurempi viikonloppuisin kuin arkipäivisin. Tämä efekti otsonipitoisuudessa on hyvin tunnettu ja paljon tutkittu. Sen on katsottu johtuvan typen oksidien päästöistä, jotka vaikuttavat otsonipitoisuuteen. Tässä uudessa tutkimuksessa keskityttiin mittauksiin, joiden avulla käsityksemme ilmiön syistä vahvistuu. Ilmakehän koostumuksessa on arkipäivien ja viikonlopun välillä sen verran eroa, että se aiheuttaa otsonipitoisuuden nousun viikonloppuna.

Lähde: Pollack, I. B., et al. (2012), Airborne and ground-based observations of a weekend effect in ozone, precursors, and oxidation products in the California South Coast Air Basin, J. Geophys. Res., 117, D00V05, doi:10.1029/2011JD016772. [tiivistelmä]

Tulivuoritoiminta ja merijään palauteilmiöt pienen jääkauden aiheuttajina – ei aurinko

Viimeisen 8000 vuoden aikana auringon lämmitysvaikutus on hiljalleen heikentynyt maapallon ratamuutoksien vaikutuksesta. Tämän seurauksena myös lämpötila on laskenut (paitsi tiettyinä lämpimämpinä kausina, kuten viimeisten vuosikymmenien aikana). Pieneen jääkauteen johtaneita syitä ei kuitenkaan täysin tunneta, koska tuonaikaiset luonnolliset ilmastoon vaikuttavat tekijät olivat joko liian heikkoja tai liian lyhytaikaisia (tulivuoritoiminta).

Uudessa tutkimuksessa on tehty tarkasti ajoitettu rekonstruktio jäätiköiden etenemisestä Kandan arktisilla alueilla ja Islannissa. Rekonstruktion mukaan pieni jääkausi alkoi nopeasti vuosien 1275 ja 1300 välillä kesien viilenemisenä ja jäätiköiden etenemisenä. Viileneminen voimistui huomattavasti vuosien 1430 ja 1455 välillä. Jäätikoiden voimakkaan etenemisen aikaan esiintyi voimakasta tulivuoritoimintaa. Näiden aikojen ilmastoa simuloitaessa ilmastomalleilla käy ilmi, että tulivuoritoiminta aiheutti tuolloin kesien viilenemisen. Merijään lisääntyminen taas aiheuttaa palauteilmiön, jonka ansiosta viilennyt ilmasto säilyy vielä tulivuorien vaikutuksen poistuttua.

Tutkimuksen tuloksien perusteella pieni jääkausi alkoi neljän suuren tulivuorenpurkauksen satuttua samalle 50 vuoden aikajaksolle. Tulivuorenpurkauksien aiheuttamaa viilenememistä voimisti ja pitkitti merijään ja merien aiheuttamat palauteilmiöt, jotka sattuivat maapallon rataparametrien ollessa viilentävässä asennossa. Auringon aktiivisuuden muutoksilla (esimerkiksi auringonpilkkuaktiivisuudella) ei näytä olevan roolia pienen jääkauden ilmasto-olojen säätelijänä.

Lähde: Miller, G. H., et al. (2012), Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks, Geophys. Res. Lett., 39, L02708, doi:10.1029/2011GL050168. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Menneisyydessä Pohjois-Atlantin ja Pohjois-Tyynenmeren ilmastot ovat vaihdelleet edestakaisin ikäänkuin sahausliikkeessä. Uuden tutkimuksen mukaan tämä ilmaston sahausliike näyttää toimivan ainostaan silloin, kun Beringinsalmi on suljettuna: Hu, A., G. A. Meehl, W. Han, A. Abe-Ouchi, C. Morrill, Y. Okazaki, and M. O. Chikamoto (2012), The Pacific-Atlantic seesaw and the Bering Strait, Geophys. Res. Lett., 39, L03702, doi:10.1029/2011GL050567. [tiivistelmä]

– Pilvien keskimääräinen korkeus laski hiukan maailmanlaajuisesti tarkasteltuna satelliittimittauksien perusteella: Davies, R. and M. Molloy (2012), Global cloud height fluctuations measured by MISR on Terra from 2000 to 2010, Geophys. Res. Lett., 39, L03701, doi:10.1029/2011GL050506. [tiivistelmä]

– Jura- (noin 200-146 miljoonaa vuotta sitten) ja liitukauden (noin 146-65 miljoonaa vuotta sitten) aikana ei ilmeisesti ollut suuria napajäätiköitä ainakaan uuden tutkimuksen mukaan, jossa tarkasteltiin lämpötilarekonstruktioita tuolta ajalta: Jenkyns, H. C., Schouten-Huibers, L., Schouten, S., and Sinninghe Damsté, J. S.: Warm Middle Jurassic–Early Cretaceous high-latitude sea-surface temperatures from the Southern Ocean, Clim. Past, 8, 215-226, doi:10.5194/cp-8-215-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Uudessa tutkimuksessa selvitellään havaittua maanjäristysten aiheuttamaa pohjaveden lämpötilan alenemista: Chi-yuen Wang, Michael Manga, Chung-Ho Wang and Chieh-Hung Chen, Transient change in groundwater temperature after earthquakes, Geology, v. 40 no. 2 p. 119-122, doi: 10.1130/G32565.1. [tiivistelmä]

– Intiassa päivän maksimi- ja minimilämpötilojen erotus on lisääntynyt: Rai, A., M. K. Joshi, and A. C. Pandey (2012), Variations in diurnal temperature range over India: Under global warming scenario, J. Geophys. Res., 117, D02114, doi:10.1029/2011JD016697. [tiivistelmä]