Biopolttoaineisiin siirtyminen voi tuhota otsonikerrosta tulevaisuudessa, etelänavalla otsonikerros toipumassa

Laajamittainen siirtymä fossiilisista polttoaineista biopolttoaineisiin saattaa ohentaa otsonikerrosta uuden tutkimuksen mukaan. Tämä johtuu biopolttoainetuotannossa käytettävistä typpipohjaisista lannoitteista. Toisessa uudessa tutkimuksessa esitetään todisteita otsonikerroksen toipumisen alkamisesta etelänavalla.

Biopolttoaineista on tullut suosittu uusiutuvan energian lähde, kun fossiilisten polttoaineiden ympäristöhaittoja on alettu tiedostaa. Biopolttoaineita varten täytyy kasvattaa lisää energiakäyttöön sopivia kasveja, mikä lisää dityppioksidin (N₂O) päästöjä typpipohjaisten lannoitteiden käytön takia.

Dityppioksidi on kasvihuonekaasu, mutta myös stratosfäärissä esiintyvien typen oksidien (NO_x) tärkein lähde. Typen oksidit puolestaan tuhoavat otsonia. Stratosfäärissä oleva otsonikerros on erittäin tärkeä maapallon eliöstölle, sillä se estää auringosta tulevaa haitallista ultraviolettisäteilyä pääsemästä maapallon pinnalle. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty seurauksia otsonikerrokselle, jos kuluvan vuosisadan aikana tapahtuu laajamittainen siirtymä fossiilisista polttoaineista biopolttoaineisiin. Tutkimuksessa käytettiin mallisimulaatioita ja vertailun vuoksi simuloitiin myös IPCC:n SRES-skenaarioiden B1 ja A1B mukaiset tulevaisuudenkehitykset.

Tutkimuksen tuloksien perusteella siirtymä biopolttoaineisiin aiheuttaa 2,6 DU:n ohenemisen stratosfäärin otsonikerroksessa. DU on Dobsonin yksikkö, jolla mitataan kaasun tiheyttä ilmakehässä. Yksi DU tarkoittaa kaasukerrosta, joka olisi 0,01 millimetriä paksu standardilämpötilassa (0 °C) ja –paineessa (100 kPa, eli 1 baari). B1-skenaariossa otsonikerroksen oheneminen olisi 0,7 DU:ta ja A1B-skenaariossa otsonikerros paksuuntuisi 9,1 DU:n verran.

Biopolttoaineisiin siirryttäessä otsonikerros ohenee kahdesta syystä. Ensinnäkin suuremmat dityppioksidipäästöt nopeuttavat typen oksidien kiertoa stratosfäärissä. Toiseksi hiilidioksidipäästöt pienenevät, mikä hidastaa stratosfäärin viilenemistä, mikä tämän tutkimuksen mukaan myös vähentäisi otsonipitoisuutta. Tämä on kuitenkin hyvin monimutkainen asia. Toisaalta alastratosfäärin viileneminen napa-alueilla vähentää otsonia ja toisaalta keski- ja ylästratosfäärin viileneminen lisää otsonia. Enemmänkin monimutkaistavia tekijöitä on (katso lisätietoja alla). Suurin osa stratosfäärin otsonista sijaitsee alastratosfäärissä ja lisäksi eri tekijät vaikuttavat eri tavoin korkeilla ja matalilla leveysasteilla (napa-alueilla ja tropiikissa). Tämän tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ilman, että samalla vähennetään dityppioksidin päästöjä, tuhoaa stratosfäärin otsonikerrosta.

Etelänavalla otsonikerros on toipumassa

Etelänavan niin sanottu otsoniaukko vaihtelee paljon vuodesta toiseen. Toisina vuosina otsonia on keväällä vähemmän ja toisina enemmän. Etelänavalla planetaarisissa tuulissa tapahtuu muutoksia, jotka vaikuttavat stratosfäärin pilvisyyteen. Pilvet puolestaan vaikuttavat stratosfäärissä tapahtuviin kemiallisiin prosesseihin, mikä vaikuttaa otsonipitoisuuteen.

Otsonin voimakkaiden vaihteluiden takia pitempiaikaisia ja hitaita muutoksia on vaikea nähdä otsonipitoisuuden mittauksista. Planetaaristen tuulien käyttäytymisen tunteminen auttaa poistamaan lyhytaikaisten vaihteluiden vaikutuksen otsonipitoisuuden mittauksista ja näin voidaan nähdä, minkälaisia hitaita muutoksia mittaussarjassa on piilossa lyhytaikaisten vaihteluiden seassa. Uudessa tutkimuksessa poistettiin lyhytaikaisten vaihteluiden vaikutukset otsonipitoisuuden mittaussarjasta etelänavalta.

Tutkimuksen tulokset paljastavat asteittaisen mutta järjestelmällisen toipumisen etelänavan otsonipitoisuudessa viimeisen vuosikymmenen aikana. Otsonipitoisuuden kasvava trendi on tilastollisesti merkitsevä, eikä siten todennäköisesti ole vain satunnaisten muutoksien aiheuttama. Näyttää siis siltä, että etelänavalla otsonikerros on aloittanut toipumisen vuosikymmeniä kestäneen vähenemisen jälkeen.

Lähteet:

Revell, L. E., G. E. Bodeker, P. E. Huck, and B. E. Williamson (2012), Impacts of the production and consumption of biofuels on stratospheric ozone, Geophys. Res. Lett., 39, L10804, doi:10.1029/2012GL051546. [tiivistelmä]

Salby, M. L., E. A. Titova, and L. Deschamps (2012), Changes of the Antarctic ozone hole: Controlling mechanisms, seasonal predictability, and evolution, J. Geophys. Res., 117, D10111, doi:10.1029/2011JD016285. [tiivistelmä]

Lisätietoja:

Otsonikerroksen tulevaisuus liittyy vahvasti ilmaston muutoksiin – aiempi uutisemme otsonikerroksesta, sekä siellä mainittu raportti:
Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2010

Viime viikon ilmastotutkimuksia 21/2012

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.

Kesän 2010 helteet saattoivat johtua Arktisen oskillaation negatiivisesta vaiheesta edellisenä talvena

Vuonna 2010 pohjoisella pallonpuoliskolla, erityisesti Venäjällä ja Japanissa, oli poikkeuksellisen ja ennätyksellisen kuuma kesä. Tämä liittyi voimakkaasti positiiviseen Arktisen oskillaation vaiheeseen, mikä tarkoittaa matalapainetta arktisilla alueilla ja korkeapainetta keskileveysasteilla. Arktisen oskillaation vaihetta kuvaava indeksiluku oli kuitenkin edellisenä talvena ja keväänä ennätyksellisen negatiivinen.

Uuden tutkimuksen mukaan Arktisen oskillaation kesällä 2010 alkanut vaiheen kääntyminen voi selittää poikkeuksellisen lämpimän kesän. Talvella Atlantin trooppisilla alueilla sekä arktisilla alueilla merenpinnan lämpötilat olivat keskimääräistä lämpimämpiä ja keskileveysasteilla keskimääräistä viileämpiä. Tämän aiheutti Arktisen oskillaation negatiivinen vaihe. Meressä on korkea lämpökapasiteetti, joten keskimääräistä lämpimämmät pintalämpötilat jatkuivat kesään 2010 asti. Mallisimulaatioiden mukaan Arktiseen oskillaatioon liittyvät kesäaikaiset merenpinnan korkeat lämpötilat aiheuttivat Euroopan ylle sulkukorkeapaineita, jotka vahvistivat Arktisen oskillaation positiivista vaihetta.

Arktisen oskillaation vaiheen kääntymisen syy saattaa siis olla ”muisto” talven negatiivisesta Arktisen oskillaation vaiheesta meren pintalämpötiloissa. Talven arktinen oskillaatio saattaa siten olla yhteydessä kesän Arktiseen oskillaatioon meren kautta niin, että talven negatiivinen vaihe aiheuttaa seuraavan kesän positiivisen vaiheen. Tämän yhteyden tarkempi ymmärtäminen saattaa auttaa vuoden 2010 tapaisten poikkeuksellisten tilanteiden ennustamista etukäteen.

Lähde: Yuriko Otomi, Yoshihiro Tachibana and Tetsu Nakamura, A possible cause of the AO polarity reversal from winter to summer in 2010 and its relation to hemispheric extreme summer weather, Climate Dynamics, 2012, DOI: 10.1007/s00382-012-1386-0. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Kilpisjärven jäätyminen on siirtynyt myöhemmäksi 2,3 päivää vuosikymmenessä vuodesta 1964 alkaen. Jäänlähdössä ei havaittu merkittäviä muutoksia. Vuotuinen jään keskimääräinen paksuus on vähentynyt: Ruibo Lei, Matti Leppäranta, Bin Cheng, Petra Heil and Zhijun Li, Changes in ice-season characteristics of a European Arctic lake from 1964 to 2008, Climatic Change, 2012, DOI: 10.1007/s10584-012-0489-2. [tiivistelmä]

– Katsaus varhaisen himmeän auringon ongelmaan, eli siihen, miksi maapallolla oli nestemäistä vettä ja jopa elämää 3,8-2,5 miljardia vuotta sitten, jolloin aurinko oli 25 prosenttia nykyistä himmeämpi ja maapallon olisi pitänyt olla umpijäässä: Feulner, G. (2012), The faint young Sun problem, Rev. Geophys., 50, RG2006, doi:10.1029/2011RG000375. [tiivistelmä]

– Venäjän arktisten alueiden jäätiköt menettävät jäätä: Moholdt, G., B. Wouters, and A. S. Gardner (2012), Recent mass changes of glaciers in the Russian High Arctic, Geophys. Res. Lett., 39, L10502, doi:10.1029/2012GL051466. [tiivistelmä]

– Kaspianmerellä pinnankorkeus vaihtelee voimakkaasti. Tätä on selvitelty uudessa tutkimuksessa historiallisesta näkökulmasta: A.A. Kakroodi, S.B. Kroonenberg, R.M. Hoogendoorn, H. Mohammd Khani, M. Yamani, M.R. Ghassemi, H.A.K. Lahijani, Rapid Holocene sea-level changes along the Iranian Caspian coast, Quaternary International, Volume 263, 14 June 2012, Pages 93–103, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2011.12.021. [tiivistelmä]

– Uudessa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden mittaussarjassa jääkairanäytteestä viimeisen tuhannen vuoden ajalta näkyy selvästi, kuinka hiilidioksidipitoisuus lähtee nousemaan esiteollisten arvojen yläpuolelle 1800-luvulla: Ahn, J., E. J. Brook, L. Mitchell, J. Rosen, J. R. McConnell, K. Taylor, D. Etheridge, and M. Rubino (2012), Atmospheric CO₂ over the last 1000 years: A high-resolution record from the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide ice core, Global Biogeochem. Cycles, 26, GB2027, doi:10.1029/2011GB004247. [tiivistelmä]

– Trooppiset syklonit voimistuvat nykyään yhdeksää tuntia aiemmin kuin 25 vuotta sitten: Kishtawal, C. M., N. Jaiswal, R. Singh, and D. Niyogi (2012), Tropical cyclone intensification trends during satellite era (1986–2010), Geophys. Res. Lett., 39, L10810, doi:10.1029/2012GL051700. [tiivistelmä]

– Ilmasto ja sää ovat tärkeitä tekijöitä mäntyjen tuholaiskuoriaisten leviämiselle Pohjois-Amerikassa: Preisler, Haiganoush Krikorian, Jeffrey Hicke, Alan Ager, and Jane L. Hayes. In press. Climate and Weather Influences on Spatial Temporal Patterns of Mountain Pine Beetle Populations in Washington and Oregon. Ecology. http://dx.doi.org/10.1890/11-1412.1. [tiivistelmä]

– Katsaus arkeologian panokseen ilmastotieteessä: Mark J. Hudson, Mami Aoyama, Kara C. Hoover, Junzō Uchiyama, Prospects and challenges for an archaeology of global climate change, Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, DOI: 10.1002/wcc.174. [tiivistelmä]

– Norjan rannikolla tapahtunut Storeggan tsunami tapahtui uuden tutkimuksen mukaan 8200 vuotta sitten olleen kylmän ilmastojakson kylmimpien vuosikymmenien aikana: Stein Bondevik, Svein Kristian Stormo, Gudrun Skjerdal, Quaternary Science Reviews, Volume 45, 29 June 2012, Pages 1–6, http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2012.04.020. [tiivistelmä]

– Maanviljelyä häiritsevät tuhohyönteiset Kaliforniassa saattavat tuottaa useampia uusia sukupolvia vuoden aikana ilmaston lämmetessä: Carly Ziter, Emily A. Robinson, Jonathan A. Newman, Climate Change and Voltinism in Californian Insect Pest Species: Sensitivity to Location, Scenario and Climate Model Choice, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02748.x. [tiivistelmä]

– Metaanipurkaukset eivät ehkä käynnistäneet triaskauden lopun massasukupuuttoa. Todennäköisempi selitys saattaa löytyä tulivuoritoiminnasta: Sofie Lindström, Bas van de Schootbrugge, Karen Dybkjær, Gunver Krarup Pedersen, Jens Fiebig, Lars Henrik Nielsen and Sylvain Richoz, No causal link between terrestrial ecosystem change and methane release during the end-Triassic mass extinction, Geology, v. 40 no. 6 p. 531-534, doi: 10.1130/G32928.1. [tiivistelmä]

– Karjankasvatuksen kasvihuonekaasupäästöt saattavat olla Brasilian tärkein mahdollisuus päästövähennyksiin: Mercedes M. C. Bustamante, Carlos A. Nobre, Roberto Smeraldi, Ana P. D. Aguiar, Luis G. Barioni, Laerte G. Ferreira, Karla Longo, Peter May, Alexandre S. Pinto and Jean P. H. B. Ometto, Estimating greenhouse gas emissions from cattle raising in Brazil, Climatic Change, 2012, DOI: 10.1007/s10584-012-0443-3. [tiivistelmä]

Ilmastonmuutos vaikuttaa sään ääri-ilmiöihin myös Suomessa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmastonmuutos muuttaa maailmanlaajuisesti joidenkin sään ääri- ilmiöiden toistuvuuksia, kestoa ja voimakkuutta, kertoo uusin sään ääri-ilmiöitä käsittelevä IPCC-raportti. Ilmatieteen laitoksen tutkimuksen mukaan muutokset näkyvät Suomessa mm. tuulisuudessa.

Ilmatieteen laitoksen tutkija Hilppa Gregow kertoo, että Suomen myrskyt ovat toistaiseksi olleet heikompia kuin naapurimaissa. Syys- ja talvimyrskyt saapuvat Suomeen yleensä hiipuvina, mutta ei ole poissuljettua, että Suomeen tulevaisuudessa saapuisi myös täällä voimistuvia tuulia.

– Ilmastonmuutos voimistaa niin keskimääräisiä- kuin myrskytuuliakin viileänä vuodenaikana. Suomi kuuluu tälle riskivyöhykkeelle.

Ilmaston lämpeneminen vaikuttaa myös routaan. – Routa ankkuroi puut maahan, ja siksi talvisin myrskytuhoja ei Suomessa juuri ole esiintynyt. Kun muutoksen myötä routa muodostuu myöhemmin ja on ohuempaa, puiden ankkuroituminen maahan huononee. Tämä lisää metsien myrskytuhojen riskiä erityisesti maan etelä- ja keskiosissa. Metsien hoito ja puulajivalikoimat on siis entistä tärkeämpiä suunnitella huolella, jotta voitaisiin pienentää puiden kaatumis- ja katkeamisherkkyyttä, Hilppa Gregow sanoo.

Ilmatieteen laitoksen Sää- ja turvallisuuskeskuksen päällikön Juhana Hyrkkäsen mukaan myös joulun 2011 Tapani-myrskyssä roudaton maaperä aiheutti suuria haasteita, ei siis vain ilmiö itse, voimakkaat tuulet. Tapani-myrsky kuuluu Hyrkkäsen mukaan ”myrskyjen raskaaseen sarjaan” ja on tällä vuosituhannella aiheuttanut eniten pelastustoimen tehtäviä.

Ilmatieteen laitos kehittää ennakkovaroittamista jatkuvasti. Vuonna 2011 kaikki vaaralliset ilmiöt saatiin Hyrkkäsen mukaan ennakoitua hyvin.

Yhteiskunnan riskiherkkyys kasvanut

Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalas muistuttaa SREX-raportin pääviestistä: sään ääri-ilmiöiden vaikutus riippuu pitkälti myös yhteiskunnan riskiherkkyydestä.

– Yhteiskuntien sääherkkyys on kasvanut mm. väestönkasvun, kaupungistumisen, logistiikan muutosten ja rannikkoasumisen lisääntymisen myötä. Taloudellisia ja inhimillisiä tappioita voidaan vähentää hyvien säävaroituspalvelujen ja muun ennakkovarautumisen avulla.

Ongelmat ovat suurimpia kehittymättömissä maissa. Sama pätee kuitenkin myös Suomessa, jossa liikennemäärät ovat voimakkaasti kasvaneet.

– Normaalit ja pienetkin ilmiöt vaikuttavat Suomessa nykyään voimakkaammin kuin ennen liikenteen kasvun myötä esimerkiksi raide- ja tieliikenteessä. Paremmalla ennakkovarautumisella on kuitenkin suuri merkitys.

Arktisen alueen muutos askarruttaa

Ilmastonmuutos on voimakkainta ja nopeinta Arktiksen alueella, joka on viimeisten sadan vuoden aikana lämmennyt noin kaksi kertaa nopeammin kuin maapallo keskimäärin. Arktiksen merijää on ohentunut, ja sen laajuus kesäisin ja syksyisin on voimakkaasti vähentynyt.

Yksi tutkijoita puhuttavista asioista on juuri arktisen jään laajuuden vähentymisen ja Suomen talvien lämpötilojen yhteys. Jään väheneminen on johtanut korkeampiin lämpötiloihin ja tuulen muutoksiin Arktiksessa syksyllä. Myös Suomen ilmasto on lämmennyt, mutta kolme viimeisintä talvea ovat kuitenkin Etelä-Suomessa olleet joko runsaslumisia tai kylmiä ja runsaslumisia. Eräiden tutkimusten mukaan Suomen pitkät kylmät talvijaksot ovat johtuneet itätuulia lisäävistä mekanismeista, joihin arktisen merijään sulamisella on vaikutusta, sekä toisesta Arktiksen mekanismista, joka pyrkii hidastamaan matala- ja korkeapaineiden liikettä lännestä itään.

Ilmatieteen laitoksen tutkija, dosentti Timo Vihma on tehnyt katsauksen viime vuosina aiheesta ilmestyneistä tutkimuksista. Hänen mukaansa Arktisen merijään väheneminen kyllä pyrkinee lisäämään talvisia itätuulia Suomessa. Lisäksi Arktiksen voimakkaampi lämpeneminen lisää pysyvämpiä kesä- ja talvisäätyyppejä Suomessa. Vihma korostaa kuitenkin, että nämä mekanismit eivät ole ainoat ilmakehän suuren mittakaavan kiertoliikkeeseen vaikuttavat tekijät.

– Ei siis ole kuitenkaan riittävää näyttöä siitä, että nämä mekanismit dominoisivat ilmaston lämpenemistrendiin verrattuna, Vihma toteaa. – Ihmisen ilmastomuisti on kovin lyhyt. Esimerkiksi syyskuussa 2007 havaittiin arktisen merijään minimiulottuvuus, mutta Suomessa sitä seurasi vähäluminen ja ennätyksellisen lämmin talvi. Siis täysin päinvastoin kuin näiden mekanismien mukaan tapahtuisi.

Talvien lämpenevä trendi tulee siis Vihman mukaan jatkumaan, kuten myös vuosien ja vuosikymmenien välinen suuri vaihtelu.

Sään ääri-ilmiöitä käsiteltiin Suomen IPCC-työryhmän Ilmatieteen laitoksen johdolla järjestämässä seminaarissa perjantaina.

Lisää tietoa IPCC:n uusimmasta erikoisraportista Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation (SREX)

Seminaarin esitykset PDF-muodossa

Lisätietoja:
Meteorologi Hilppa Gregow, puh. 09 19293510
Dosentti Timo Vihma, puh. 09 1929 4173
Yksikönpäällikkö Juhana Hyrkkänen (09) 1929 3495
Pääjohtaja Petteri Taalas (09) 1929 2200

Australian ilmastonmuutos, osa 2

HUOM! Tämän artikkelin aiheena oleva tutkimusartikkeli vedettiin pois julkaisusta, koska siinä havaittiin virhe. Yksi tutkimusartikkelissa kuvattu tietojenkäsittelyvaihe oli jäänyt tekemättä. Virheen vaikutusta tutkimuksen tuloksiin ei tiedetä, joten alla olevan artikkelin sisältöön kannattaa suhtautua varauksella.

LISÄYS (11.7.2016): Tutkimus on nyt julkaistu uudelleen korjattuna, eikä virheen havaittu vaikuttaneen tutkimuksen johtopäätöksiin oikeastaan ollenkaan. Joëlle Gergis on myös julkaissut kirjoituksen, jossa hän kertoo asiaan liittyvistä taustoista.

Australaasiasta on tehty uusi lämpötilarekonstruktio viimeisen tuhannen vuoden ajalta. Tätä rekonstruktiota käsittelevässä toisessa osassa käy ilmi, että rekonstruktiossa keskiajan lämpökausi näkyy vain heikosti, pieni jääkausi selvemmin ja viimeaikainen ilmaston lämpeneminen hyvin selvästi. Auringon ja tulivuorien vaikutus näkyy rekonstruktiossa vain heikosti ja paikoitellen. Ilmastojärjestelmän sisäinen vaihtelu on näitä kahta tärkeämmässä asemassa. Ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöjen vaikutus näkyy selvästi viime vuosikymmeninä.

Osassa 1 Jari Kolehmainen esitteli tämän uuden tutkimuksen pääkohdat. Tässä tarkastelemme rekonstruktiota hiukan yksityiskohtaisemmin. Erityisesti keskitymme muutamaan yleisesti kiinnostavaan ilmastolliseen aikakauteen, jotka ovat keskiajan lämpökausi (noin vuosien 900 ja 1250 välillä), pieni jääkausi (noin vuosien 1400 ja 1700 välillä) ja viime vuosikymmenien ilmaston lämpeneminen. Lisäksi tarkastelemme Australaasian lämpötilaan vaikuttavia tekijöitä.

Eteläiseltä pallonpuoliskolta on vielä melko vähän tietoja pohjoisen pallonpuoliskon lämpötilarekonstruktioissa näkyvien keskiajan lämpökauden ja pienen jääkauden ajoituksesta ja voimakkuudesta. Australaasian alueelta löytyy jonkin verran aiempia lämpötilarekonstruktioita. Uudessa-Seelannissa tehdyssä puiden vuosirenkaisiin perustuvassa rekonstruktiossa keskiajan lämpökauden aikana esiintyi kaksi lämmintä piikkiä, joiden lämpötila oli 0,3-0,5 celsiusastetta käytetyn vertailujakson yläpuolella, kun taas nykyaika oli 0,4-0,7 celsiusastetta vertailujakson yläpuolella. Uuden-Seelannin rekonstruktiossa siis keskiajan lämpökauden lämpöpiikit näyttivät olleen jopa verrannollisia nykyisen lämpenemisjakson lämpötiloihin.

Tasmaniassa tehdyssä puiden vuosirenkaisiin perustuvassa rekonstruktiossa taas nykyinen ilmaston lämpeneminen näyttää selvästi poikkeukselliselta viimeisen 3600 vuoden ajalta. Myös Australiassa tehdyissä porausreikien lämpötiloihin perustuvissa lämpötilarekonstruktioissa nykyinen ilmaston lämpeneminen esiintyy poikkeuksellisena.

Osassa 1 esitellyssä uudessa Australaasian lämpötilarekonstruktiossa näkyy lämpimiä jaksoja 1200-, 1300- ja 1900-luvulla. Rekonstruktion lämpimimmät vuosikymmenet löytyvät 1900-luvun loppupuolelta (1990-luku lämpimin ja sitten 1980-luku sekä 1970-luku) ja niiden jälkeen 1240- ja 1330-luvuilta. Kylmimmät vuosikymmenet löytyvät 1830-, 1840-, 1520-, 1650- ja 1900-luvuilta.

Lämpimän piikin jälkeen 1330-luvun jälkeen rekonstruktiossa näkyy viilenemistä, joka päättyy 1520-luvulle keskittyvään viileään jaksoon. Tämän jälkeen esiintyy hiukan lämpimämpää, kunnes vuosien 1650 ja 1680 välillä esiintyy taas viileämpi jakso. Parin hiukan lämpimämmän jakson (jotka keskittyvät 1710- ja 1800-luvuille) jälkeen lämpötila laskee nopeasti vuosien 1810 ja 1860 välillä. Tästä seuraa koko rekonstruktion kylmin jakso vuosien 1830 ja 1859 välillä.

Lämpötila alkaa nousta 1860-luvun jälkeen. Samanaikaisesti ihmisen toiminnasta aiheutuneiden kasvihuonekaasujen pitoisuudet kasvavat ilmakehässä. Lämpötilan nousu keskeytyy hetkeksi 1900-1910 ja 1930-luvulla. Lopulta lämpötila nousee tasaisesti 1950-luvulta eteenpäin.

Merkittävät ilmastotapahtumat viimeisen tuhannen vuoden aikana

Keskiajan lämpökausi oli ainakin pohjoisella pallonpuoliskolla esiintynyt lämmin jakso, joka esiintyi noin vuosien 900 ja 1250 välillä. Esiteollisen ajan lämpimin jakso Australaasian rekonstruktiossa esiintyy suunnilleen vuosien 1240 ja 1360 välillä. Tämä on hiukan myöhemmin kuin pohjoisella pallonpuoliskolla keskiajan lämpökaudeksi nimetty jakso. Rekonstruktiossa vuosien 1238 ja 1267 välisen ajan keskilämpötila on 0,09 (±0.19) celsiusastetta vertailujakson 1961-1990 alapuolella. Tämä on hyvin verrannollinen vastaavaan arvioon pohjoiselta pallonpuoliskolta (noin 0,1-0,2 celsiusastetta alle 1961-1990 vertailujakson). Yleisesti ottaen keskiajan lämpökausi näkyy rekonstruktiossa hyvin heikosti. Tutkimusartikkelissa mainitaankin keskiajan lämpökauden signaalin puuttuvan rekonstruktiosta.

Pienen jääkauden katsotaan yleensä ajoittuneen vuosien 1400 ja 1700 väliin, mutta joidenkin lähteiden mukaan se on saattanut kestää jopa vuoteen 1850 asti. Australaasian rekonstruktiossa tälle aikavälille osuva viilenemisjakso ajoittuu noin vuosien 1500 ja 1840 välille. Näyttää siis siltä, että pieni jääkausi näkyi myös Australaasiassa.

Ilmaston 1900-luvulla alkanut lämpeneminen näyttäytyy rekonstruktiossa poikkeuksellisena lämpenemisjaksona. Rekonstruktion lämpimin vuosikymmen, 30 vuoden jakso ja 50 vuoden jakso esiintyvät vuoden 1950 jälkeen. Lisäksi rekonstruktion ulkopuolinen vuosikymmen 2000-2009 oli alueella sääasemien lämpötilan mittaussarjoissa kaikkein lämpimin vuosikymmen. Rekonstruktion pisin yhtäjaksoinen lämpenemisjakso tapahtuu myös 1950-luvun jälkeen.

Australaasian lämpötilaan vaikuttavat tekijät

Auringon aktiivisuudessa on ollut viisi merkittävää vähäisen aktiivisuuden, aktiivisuusminimin, jaksoa: Oort (1040–1080), Wolf (1280–1350), Spörer (1460–1550), Maunder (1645–1715) ja Dalton (1790–1820). Kaikkiin näihin jaksoihin liittyy lämpötilarekonstruktiossa viileämpi jakso (tosin Wolfin ja Spörerin minimien aikana esiintyy myös melko lämpimiä jaksoja). Monet rekonstruktion viileimmistä jaksoista 1830-lukua lukuun ottamatta osuvat samaan aikaan auringon aktiivisuusminimien kanssa. Auringon aktiivisuusminimien aikaisten viileiden jaksojen lämpötilapoikkeama keskiarvosta ei kuitenkaan ole kovin suuri, mikä viittaa siihen, että auringon aktiivisuusmuutoksien rooli Australaasian lämpötilamuutoksissa on sittenkin melko vähäinen.

Oortin ja Wolfin minimien välissä, vuosien 1090 ja 1270 välillä, esiintyy voimakkaan auringon aktiivisuuden jakso, joka ajoittuu keskiajan lämpökaudelle. Australaasian rekonstruktiossa tuolle ajalle osuu lämmin kausi vuosien 1240 ja 1360 välillä, joka ajoittuu osittain samaan aikaan Wolfin aktiivisuusminimin kanssa.

Vaikka monet aurinkominimit sattuvat viileiden jaksojen kohdalle, niin Australaasian lämpötiloissa esiintyy myös paljon jaksoja, jotka eivät täsmää auringon aktiivisuuden vaihteluiden kanssa. Tämä näkyykin rekonstruktion huonossa korrelaatiossa auringon aktiivisuuden kanssa. Auringon aktiivisuuden ja rekonstruktion antaman lämpötilan korrelaatio näyttää olevan tilastollisesti merkitseva vain hetkittäin (200 vuoden liukuvassa korrelaatiossa yli 50 prosenttia rekonstruktion rinnakkaisista jäsenistä korreloi merkitsevästi auringon aktiivisuuden kanssa vain 6 prosentilla rekonstruktion kattamasta ajasta).

Viimeisen tuhannen vuoden aikana esiintyy monia tulivuoren purkauksia, joiden tapahtumisaikana rekonstruktiossa näkyy viileä jakso. Pienen jääkauden aikana esiintyi useita voimakkaita tulivuoren purkauksia samaan aikaan auringon aktiivisuusminimin kanssa, mikä voimisti viilenemistä. Esimerkiksi Tamboran purkaus tapahtui vuonna 1815 samaan aikaan Daltonin minimin kanssa. Monia voimakkaita tulivuorenpurkauksia seuraavat pienellä viivellä viileät jaksot, mutta välittömästi tulivuorenpurkauksia seuraavia viileitä jaksoja ei esiinny. Näyttää myös siltä, että tulivuorten vaikutus on Australaasiassa hiukan vähäisempi kuin pohjoisen pallonpuoliskon alueellisissa lämpötilarekonstruktioissa näkyvä vaikutus.

Lämpötilarekonstruktiota verrattiin myös ilmakehän ja merien kiertoliikkeisiin. El Niñon ja La Niñan vaihteluita kuvaavan ENSO-oskillaation 1600-luvulta alkaen rekonstruoitu indeksi korreloi negatiivisesti lämpötilarekonstruktion kanssa.

Yleisesti ottaen näyttää siltä, että Australaasiassa menneiden aikojen lämpötilan vaihteluissa tulivuoria ja auringon aktiivisuutta tärkeämpi tekijä on ollut ilmakehän ja merien kiertoliikkeet, jotka yleensäkin ovat tärkeitä alueellisissa lämpötiloissa. Ulkoiset pakotteet, kuten auringon aktiivisuus ja tulivuoret, näkyvät yleensä paremmin pallonpuoliskojen tai koko maapallon skaalassa.

Poikkeuksena tästä on viimeaikainen ilmaston lämpeneminen, jonka aiheuttaja nykytiedon perusteella on ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöt, joka on ulkoinen pakote. Tämä ilmaston lämpeneminen näkyy Australaasian rekonstruktiossa selvästi, kuten jo edellä esitettiin. Australaasian rekonstruktiota verrattiin myös ilmastomallin simulaatioihin, jonka perusteella rekonstruktiossa näkyvä viimeaikainen lämpeneminen johtuisi kasvihuonekaasujen lisääntymisestä ilmakehässä. Mallisimulaatioissa viimeaikainen lämpeneminen on jokseenkin ainoa merkittävä jakso rekonstruktiossa, jossa ulkoinen pakote saa aikaan tilastollisesti merkitsevän signaalin mallisimulaatioissa. Mallisimulaatioiden perusteella viimeaikaista lämpenemistä ei voi selittää pelkästään luonnollisilla tekijöillä, vaan lämpenemisen selittämiseksi tarvitaan ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöistä aiheutuva ilmastopakote.

Lähde: Joëlle Gergis, Raphael Neukom, Steven J. Phipps, Ailie J. E. Gallant, David J. Karoly, and PAGES Aus2K Project Members, Evidence of unusual late 20th century warming from an Australasian temperature reconstruction spanning the last millennium, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00649.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Australian ilmastonmuutos, osa 1

HUOM! Tämän artikkelin aiheena oleva tutkimusartikkeli vedettiin pois julkaisusta, koska siinä havaittiin virhe. Yksi tutkimusartikkelissa kuvattu tietojenkäsittelyvaihe oli jäänyt tekemättä. Virheen vaikutusta tutkimuksen tuloksiin ei tiedetä, joten alla olevan artikkelin sisältöön kannattaa suhtautua varauksella.

LISÄYS (11.7.2016): Tutkimus on nyt julkaistu uudelleen korjattuna, eikä virheen havaittu vaikuttaneen tutkimuksen johtopäätöksiin oikeastaan ollenkaan. Joëlle Gergis on myös julkaissut kirjoituksen, jossa hän kertoo asiaan liittyvistä taustoista.

© Bruce Amos – Fotolia.com

Viimeisimmät 60 vuotta ovat olleet Australian alueen lämpimimmät tuhanteen vuoteen. Lämpimyyttä ei selitä mikään luonnollinen tekijä.

Melbournen ja Uuden Etelä-Walesin yliopistojen uudessa tutkimuksessa tarkasteltiin 27 erilaista ilmastoindikaattoria, esimerkiksi puiden lustoja (vuosirenkaita), koralleja ja jääkairausnäytteitä. Niiden avulla kartoitettiin ilmaston vaihtelua tuhannen vuoden ajalta Australaasian (Australia, Uusi-Seelanti, Uusi-Guinea ja pienet lähisaaret 0°S-50°S, 110°E-180°E) lämpimänä vuodenaikana (syyskuu-helmikuu) maa- ja merialueet yhdistettyinä.

Tulosten mukaan nykyinen lämpeneminen on hyvin poikkeuksellinen, eivätkä sitä pysty selittämään pelkät luonnolliset tekijät. Tämä viittaa siihen, että ihmiskunnan aiheuttamalla ilmastonmuutoksella on suuri vaikutus Australaasiassa.

Ilmastorekonstruktio tehtiin 3000:lla eri tavalla. Tulosten mukaan 94,5 prosenttia näistä 3000:sta rekonstruktion rinnakkaisesta jäsenestä osoittaa, ettei minään muuna ajanjaksona viimeisimmän tuhannen vuoden aikana ole ollut yhtä voimakasta tai voimakkaampaa lämpenemistä kuin vuoden 1950 jälkeen Australaasiassa tapahtunut lämpeneminen.

Ennen teollista aikaa Australaasian lämpimin 30 vuoden jakso oli 1238-1267, jolloin lämpötila oli 0,09°C (±0,19°C) alempi kuin ilmastollisen vertailukauden 1961-1990 keskiarvo. Vuosien 1238-1267 lämpimyyttä seurannut viileneminen huipentui vuosiin 1830-1859, jolloin lämpötila oli 0,44°C (±0,18°C) kylmempi kuin keskiarvo kaudelta 1961-1990.

Ennen vuotta 1850 ei mallien perusteella ollut mitään pitkän aikavälin trendiä ja lämpötilojen muutokset johtuivat satunnaisista luonnollisista vaihteluista, lähinnä valtameren ja ilmakehän välisistä suhteista. Auringon säteilyn muutokset ja tulivuorenpurkaukset ovat vaikuttaneet Australaasian ilmaston vaihteluihin vain vähän.

Mallien mukaan 1900-luvun lämpeneminen kuitenkin ylittää merkitsevästi luonnollisen vaihtelun. Tämä nykyinen lämpeneminen näyttääkin olevan ainutlaatuinen viimeisimmän tuhannen vuoden aikana.

Vuodesta 1910 päivän maksimilämpötilojen vuotuinen keskiarvo Australiassa on noussut 0,75 celsiusastetta. Alkaen 1950-luvusta jokainen vuosikymmen on ollut edellistä vuosikymmentä lämpimämpi.

CSIRO:n (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) ennusteen mukaan lämpötilat Australiassa kohoavat nykyisestä 1-5 asteella vuoteen 2070 mennessä. Tämä tarkoittaisi useilla alueilla voimakkaiden sateiden lisääntymistä ja Etelä-Australiassa kuivuuden yleistymistä. Ilmastonmuutoksessa ei siis ole kyse pelkästään lämpötilan noususta, vaan lisäksi esimerkiksi alueelliset sademäärät voivat muuttua oleellisesti.

Lähteet:

Joëlle Gergis, Raphael Neukom, Steven J. Phipps, Ailie J. E. Gallant, David J. Karoly, and PAGES Aus2K Project Members: Evidence of unusual late 20th century warming from an Australasian temperature reconstruction spanning the last millennium, Journal of Climate 2012,  e-View, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00649.1.

Alison Rourke: Australasia has hottest 60 years in a millennium, scientists find, The Guardian, 17 May 2012.

Viime viikon ilmastotutkimuksia 20/2012

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.

Uusia arvioita maailman merien lämpösisällöstä ja merien pinnankorkeuden muutoksista

Uudessa tutkimuksessa annetaan päivitetyt arviot maailman merien lämpösisällön muutoksista sekä merien lämpenemisen aiheuttamista muutoksista merien pinnankorkeuteen vuosien 1955 ja 2010 välillä. Päivitykseen sisältyy aiemmin käyttämätöntä historiallista mittausdataa, uusia viimeaikaisia mittauksia ja korjauksia aiemman mittausdatan ongelmiin.

Maailman merien lämpösisällön arvioidaan lisääntyneen 24,0 ± 1,9 × 10²² joulea merien ylimmän 2000 metrin osalta. Noin 93 prosenttia vuoden 1955 jälkeen tapahtuneesta maapallon lämpenemisestä on mennyt maailman merien lämmittämiseen. Noin kolmasosa maailman merien lämpenemisestä tapahtui ylimmässä 700 metrissä. Merien lämpenemisen vaikutus maailman merien keskimääräisen pinnankorkeuden nousuun oli noin 0,54 millimetriä vuodessa, josta ylin 700 metrin kerros aiheutti 0,41 millimetriä vuodessa.

Lähde: Levitus, S., et al. (2012), World ocean heat content and thermosteric sea level change (0–2000 m), 1955–2010, Geophys. Res. Lett., 39, L10603, doi:10.1029/2012GL051106. [tiivistelmä]

Kesämonsuunin heikkeneminen on nostanut ilman aerosolipitoisuutta Itä-Kiinassa

Ilman aerosolipitoisuudet ovat nousseet Kiinassa. Tämän on yleisesti katsottu johtuneen nopean talouskasvun aiheuttamasta päästöjen lisääntymisestä. Uuden tutkimuksen mukaan Itä-Aasian kesämonsuunin havaittu heikkeneminen viime vuosikymmeninä on osaltaan myös vaikuttanut aerosolipitoisuuksien nousuun.

Tutkimuksessa käytettiin mallisimulaatioita, joiden tuloksien perusteella Itä-Aasian monsuunin heikentyminen lisää ilman aerosolipitoisuutta. Tutkimuksessa oli mukana monia eri aerosolityyppejä (muun muassa sulfaatti, nitraatti ja noki), joiden pitoisuus Itä-Kiinassa saattaa olla jopa noin 18 prosenttia suurempi heikoimpien monsuunien vuosina kuin voimakkaimpien monsuunien vuosina. Monsuunin heikkenemisen vaikutuksen aerosolipitoisuuteen sanotaan johtuvan pääasiassa ilmakehän kiertoliikkeiden muutoksista Itä-Kiinassa.

Lähde: Zhu, J., H. Liao, and J. Li (2012), Increases in aerosol concentrations over eastern China due to the decadal-scale weakening of the East Asian summer monsoon, Geophys. Res. Lett., 39, L09809, doi:10.1029/2012GL051428. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Ilmastoherkkyys saattaa olla pienempi auringon aktiivisuuden muutoksille kuin hiilidioksidin aiheuttamalle ilmastopakotteelle, mikä johtuu erilaisista takaisinkytkennöistä eri pakotteille: Andrews, T., M. A. Ringer, M. Doutriaux-Boucher, M. J. Webb, and W. J. Collins (2012), Sensitivity of an Earth system climate model to idealized radiative forcing, Geophys. Res. Lett., 39, L10702, doi:10.1029/2012GL051942. [tiivistelmä]

– Vesihöyryn määrä arkisten alueiden troposfäärissä on noussut vuoden 1979 jälkeen. Tämä on ilmaston lämpenemisestä ja erityisesti meren pintalämpötilan nousemisesta ja merijään vähenemisestä odotettu tulos: Serreze, M. C., A. P. Barrett, and J. Stroeve (2012), Recent changes in tropospheric water vapor over the Arctic as assessed from radiosondes and atmospheric reanalyses, J. Geophys. Res., 117, D10104, doi:10.1029/2011JD017421. [tiivistelmä, esitysmateriaali]

– El Niño/La Niña -kierto näyttää vaikuttavan troposfäärin hiilidioksidin alueellisiin pitoisuuksiin. El Niñon aikana troposfäärin keskiosissa näyttää olevan enemmän hiilidioksidia läntisen Tyynenmeren alueella kuin La Niñan aikana: Xun Jiang, Jingqian Wang, Edward T. Olsen, Maochang Liang, Thomas S. Pagano, Luke L. Chen, Stephen J. Licata, and Yuk L. Yung, Influence of El Niño on Mid-tropospheric CO₂ from Atmospheric Infrared Sounder and Model, Journal of the Atmospheric Sciences 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JAS-D-11-0282.1. [tiivistelmä]

– Ilmastolliset tekijät ovat saattaneet vaikuttaa Kiinan menneisiin väestökriiseihin, kuten Ming-dynastian luhistumiseen 1600-luvulla: Harry F. Lee and David D. Zhang, A tale of two population crises in recent Chinese history, Climatic Change, 2012, DOI: 10.1007/s10584-012-0490-9. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Tropiikissa kasvavat puut eivät yleensä tee vuosirenkaita, koska ne voivat kasvaa mihin aikaan vuodesta tahansa, kunhan on riittävästi sadetta tarjolla. Uudessa tutkimuksessa on yritetty saada tulkittua vuosirenkaita Etiopiassa kasvavista puista ja muodostaa niiden perusteella muutaman sadan vuoden mittainen ilmastorekonstruktio. Tutkimuksessa saatiinkin vuosirenkaiden perusteella määriteltyä puiden ikä, mutta rekonstruktion tekeminen on hankalaa, koska eri puiden vuosirengassarjoja ei tahdo saada yhdistettyä yhtenäiseksi kronologiaksi: Julia Krepkowski, Achim Bräuning, Aster Gebrekirstos, Growth dynamics and potential for cross-dating and multi-century climate reconstruction of Podocarpus falcatus in Ethiopia, Dendrochronologia, http://dx.doi.org/10.1016/j.dendro.2012.01.001. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa on arvioitu ilmaston pakotteita ja takaisinkytkentöjä. Ilmastoherkkyyden arvioitiin olevan 2,1-4,7 celsiusastetta. Suurin tekijä ilmastoherkkyyden epävarmuudessa on edelleen pilvien takaisinkytkentä: Andrews, T., J. M. Gregory, M. J. Webb, and K. E. Taylor (2012), Forcing, feedbacks and climate sensitivity in CMIP5 coupled atmosphere-ocean climate models, Geophys. Res. Lett., 39, L09712, doi:10.1029/2012GL051607. [tiivistelmä]

– Tropiikin tropopaussin havaittu viileneminen ei ehkä ole tilastollisesti merkitsevää: Wang, J. S., D. J. Seidel, and M. Free (2012), How well do we know recent climate trends at the tropical tropopause?, J. Geophys. Res., 117, D09118, doi:10.1029/2012JD017444. [tiivistelmä]

Ukkoskausi käynnistyy jälleen

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Suomen leveysasteilla ukkosilmaston tyypillinen piirre on jaksollisuus. Kesän koittaessa, sää lämpenee ja samalla myös ukkosten esiintyminen vilkastuu.

Kuva: Ilmatieteen laitos

Vaikka myös talvikuukausina voi ukkonen jyrähdellä, tilastojen valossa ukkoskausi käynnistyy virallisesti toukokuussa. Ukkoset vilkastuvat keskikesää lähestyttäessä, jonka jälkeen salama-aktiivisuus alkaa jälleen laantua kohti syksyä.

Runsaimmat ukkoset koetaan tyypillisesti heinäkuussa, jolloin Suomen maankamaralle iskee keskimäärin reilut 60 000 salamaa eli lähes puolet koko vuoden 140 000 salamasta. Syyskuun jälkeen ukkostaa enää melko satunnaisesti, joskin merkittäviä ukkosia voi esiintyä etenkin lämpimän meren yllä. Ukkosten esiintyminen on vahvasti riippuvainen yleisestä suursäätilasta, joten helteinen ja kostea kesä on ukkosten kannalta suotuisa.

Vuosivaihtelu on suurta

Ilmatieteen laitoksen salamanpaikantimien antamien tilastojen valossa runsain salamointi on jaksolla 1998 -2011 keskittynyt Suomessa Pohjanmaalle sekä maan kaakkois- ja keskiosiin. Lapissa salamoi keskimäärin vähemmän johtuen kesän lyhyydestä. Vaikka vuoden mittaan salamoita ei jollakin alueella kertyisikään runsaasti, voi yksittäinen ukkonen olla erittäin raju periaatteessa missä päin maata tahansa, myös Lapissa.

Suomen sään suuri ajallinen ja paikallinen vaihtelu näkyy myös ukkosissa: eri vuosina ukkosten, esiintymisalueet vaihtelevat paljon, samoin koko vuoden salamakertymä. Laihimpina vuosina havaitaan vain reilut 60 000 maasalamaa, kun taas huippuvuosina päästään yli 300 000.

– Keskimääräinen maasalamatiheys on Suomessa noin 0,4 salamaa neliökilometriä kohden vuodessa, joka on koko maapallon mittakaavassa tarkasteltuna melko vähän. Keskiarvo ei kuitenkaan anna todellista kuvaa rajuimpien yksittäisten ukkosten luonteesta. Esimerkiksi kesän 2010 ukkoset kestävät hyvin vertailun eteläisempiin maihin, tutkija Antti Mäkelä toteaa.

Ukkonen Suomen sääilmiöistä vaarallisin

Ukkonen on Suomessa esiintyvistä sääilmiöistä tilastojen valossa vaarallisin: keskimäärin salamaan menehtyy yksi ihminen joka toinen vuosi. Sen lisäksi mukaan mahtuu muutamia läheltä piti -tilanteita.

– Suoranaiseen pelkoon ei sinänsä ole mitään syytä, vaan riittää, että muistaa muutamia perusohjeita ukkosen varalle: älä esimerkiksi mene puun alle sateensuojaan, sillä salama iskee mielellään korkeisiin kohteisiin kuten puuhun, josta virta hyppää herkästi ihmiseen. Metallikorinen auto on melko turvallinen ja yleensä helposti tarjolla oleva suojautumispaikka. Rakennuksessa kannattaa sähkölaitteiden johdot kytkeä pois jo hyvissä ajoin ennen ukkosta, koska varsinkaan herkät elektroniikkalaitteet eivät kestä kovin suuria ylijännitteitä, Mäkelä opastaa.

Iskikö salama puuhun?

Ilmatieteen laitos kerää kuluvan kesän aikana havaintoja salaman iskemistä puista tieteellistä tutkimusta varten. Jos puun tarkka sijainti sekä iskun ajankohta on tiedossa, voidaan Ilmatieteen laitoksen salamanpaikannustietoja verrata puun saamien vaurioiden laatuun. Suomi tarjoaa runsasmetsäisenä maahan tutkimukseen hyvät edellytykset. Havainnot voit lähettää kätevästi Ilmatieteen laitoksen verkkosivuilla olevan havaintolomakkeen kautta.

Lisätietoja:

Antti Mäkelä, puh. (09) 1929 4166, antti.makela@fmi.fi

Lue lisää ukkosista ja salamoista:
http://ilmatieteenlaitos.fi/ukkonen-ja-salamat

Havaintolomake:
http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmoita-salaman-iskemasta-puusta

Jäätalvi päättyi Suomen merialueilla

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen Jääpalvelu julkaisee tänään 15. toukokuuta jäätalven 2011 – 2012 viimeisen jääkartan ja -tiedotteen.

Kuva: Eija Vallinheimo

Taakse jäänyt jäätalvi alkoi poikkeuksellisen myöhään ja päättyi hyvin varhain. Jäätalven huippukohta koettiin helmikuun 11. päivänä, jolloin jäällisen alueen laajuus oli 179 000 km². Jäällisen alan suhteen talvi luokitellaan keskimääräiseksi. Muutoin talvi oli melko poikkeuksellinen, sillä se alkoi poikkeuksellisen myöhään ja runsaan jäälle sataneen lumen takia jäät olivat kesimääräistä ohuemmat.

– Tämä talvi jää julkaistujen jäätiedotusten lukumäärällä laskien toistaiseksi kaikkein lyhyimmäksi jäätalveksi. Jäätiedotuksia julkaistiin talven aikana yhteensä 132 kappaletta. Keskimäärin talven aikana julkaistaan reilut 170 jäätiedotetta, kertoo jääasiantuntija Jouni Vainio.

Ilmatieteen laitoksen mukaan vain talvina 2001, 2002 ja 2008 talvi on päättynyt varhemmin. Talvi 2008, joka jäi tilastoihin toistaiseksi kaikkein leudoimpana talvena, alkoi myös melko myöhään.
–Tänä vuonna sää alkoi kylmetä vasta tammikuun puolivälissä, jolloin myös ensimmäiset jäänmurtajat lähtivät tehtäviinsä, Jouni Vainio sanoo.

Jäätilanteen kehittymistä seurataan Jääpalvelussa talviaikaan päivittäin. Tästä päivästä eteenpäin Ilmatieteen laitoksen Meripalvelut jatkaa aallokon ja vedenkorkeuden seurantaa ja aloittaa taas lokakuussa meriveden jäähtymisen seurannan.

Lisätietoja:

Jäätilannekartta: ilmatieteenlaitos.fi/jaatilanne
Meriveden korkeushavainnot: ilmatieteenlaitos.fi/vedenkorkeus

Jääasiantuntija Jouni Vainio, puh. 041 5015 359, jouni.vainio@fmi.fi

Viime viikon ilmastotutkimuksia 19/2012

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.

Kasvihuonekaasut ja aerosolit määräsivät maapallon lämpötilan vuoden 1950 jälkeen

Uudessa tutkimuksessa esitellään ilmaston vastefunktio, jonka avulla on analysoitu ilmaston muutoksien syitä eri tavoin viimeisen tuhannen vuoden aikana. Funktion avulla tarkastellaan auringon aktiivisuuden, kasvihuonekaasujen ja rikkidioksidiin liittyvien aerosolien yhdistettyä ilmastopakotetta viimeisen tuhannen vuoden lämpötilarekonstruktion, auringonpilkkujakson, Pinatubon vuoden 1991 tulivuorenpurkauksen ja modernin lämpötilamittaussarjan (1850-2010) kanssa.

Tutkimuksen tuloksien perusteella 70 prosenttia lämpötilan noususta vuosien 1820 ja 1950 välillä johtui auringon aktiivisuuden lisääntymisestä. Vuoden 1950 jälkeinen ilmasto sen sijaan näyttää määräytyneen pelkästään ihmisen toiminnasta aiheutuneista kasvihuonekaasuista ja aerosoleista. Aerosolien ilmastopakote näyttää aiheuttaneen pienen viilenemisen vuosien 1950 ja 1970 välillä sekä lämpötilan nousun hidastumisen vuoden 2000 tienoilla.

Lähde: J. H. van Hateren, Climate Dynamics, 2012, A fractal climate response function can simulate global average temperature trends of the modern era and the past millennium, DOI: 10.1007/s00382-012-1375-3. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ihmisen vaikutus ilmastoon näkyi entistä voimakkaampana 2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen aikana

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty maapallon lämpötilaan vaikuttavia syitä. Tutkimuksen tuloksien perusteella ihmisen vaikutus ilmastoon näkyi entistä paremmin 2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen aikana, joten ilmaston lämpeneminen jatkuu edelleen. Tutkijat myös ennustavat, että 2000-luvun toisesta vuosikymmenestä tulee hyvin todennäköisesti ensimmäistä lämpimämpi.

Lähde: Peter A. Stott, Gareth S. Jones, Observed 21st century temperatures further constrain likely rates of future warming, Atmospheric Science Letters, DOI: 10.1002/asl.383. [tiivistelmä]

Muita viime viikon tutkimuksia

– Ison-Britannian perhoset eivät näytä käyttävän laajempaa elinympäristövalikoimaa ilmaston lämmetessä, mikä on aiempien odotusten vastaista. Tämä viittaa siihen, että perhoset eivät myöskään menesty paremmin Isossa-Britanniassa ilmaston lämmetessä: Tom H. Oliver, Chris D. Thomas, Jane K. Hill, Tom Brereton, David B. Roy, Habitat associations of thermophilous butterflies are reduced despite climatic warming, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2012.02737.x. [tiivistelmä]

– Iranin Urmiajärven alueella kuivuusjaksot ovat esiintyneet useammin ja muuttuneet voimakkaammiksi: A. H. Delju, A. Ceylan, E. Piguet and M. Rebetez, Observed climate variability and change in Urmia Lake Basin, Iran, Theoretical and Applied Climatology, 2012, DOI: 10.1007/s00704-012-0651-9. [tiivistelmä]

– Aasian kesämonsuunin voimakkuus näyttää heikenneen ilmaston lämpenemisen myötä. Tämän katsotaan johtuvan maa-alueiden ja merialueiden lämpötilaeron pienenemisestä: Hai Xu, Yetang Hong and Bin Hong, Decreasing Asian summer monsoon intensity after 1860 AD in the global warming epoch, Climate Dynamics, 2012, DOI: 10.1007/s00382-012-1378-0. [tiivistelmä]

– Auringonpaistetunnit ovat vähentyneet Kiinassa 1960-luvun jälkeen. Tärkeimpänä syynä tähän ovat ilmansaasteet: Wang, Y., Y. Yang, N. Zhao, C. Liu, and Q. Wang (2012), The magnitude of the effect of air pollution on sunshine hours in China, J. Geophys. Res., 117, D00V14, doi:10.1029/2011JD016753. [tiivistelmä]

– Arktisen merijään pinnalla oli poikkeuksellisen paljon sulamislätäköitä vuonna 2007, mutta vuonna 2011 niitä oli vielä enemmän: Rösel, A., and L. Kaleschke (2012), Exceptional melt pond occurrence in the years 2007 and 2011 on the Arctic sea ice revealed from MODIS satellite data, J. Geophys. Res., 117, C05018, doi:10.1029/2011JC007869. [tiivistelmä]

– Etelämantereen jääkairanäytteistä on analysoitu nokipitoisuuksia vuosien 1850 ja 2001 välillä: Bisiaux, M. M., Edwards, R., McConnell, J. R., Curran, M. A. J., Van Ommen, T. D., Smith, A. M., Neumann, T. A., Pasteris, D. R., Penner, J. E., and Taylor, K.: Changes in black carbon deposition to Antarctica from two high-resolution ice core records, 1850–2000 AD, Atmos. Chem. Phys., 12, 4107-4115, doi:10.5194/acp-12-4107-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Suurin osa lämpötilaprokseista todella näyttää olevan lineaarisesti riippuvaisia vuotuisesta lämpötilasta: Bård Støve, Fredrik Charpentier Ljungqvist, Peter Thejll, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00632.1. [tiivistelmä]

– Uudessa tutkimuksessa esitellään mittaustekniikka, jossa jääkairanäytteistä voidaan saada metaanipitoisuudesta jatkuva mittaussarja. Menetelmässä jääkairanäytettä sulatetaan ja metaanipitoisuus mitataan siitä valuvasta sulavesivirrasta: Stowasser, C., Buizert, C., Gkinis, V., Chappellaz, J., Schüpbach, S., Bigler, M., Faïn, X., Sperlich, P., Baumgartner, M., Schilt, A., and Blunier, T.: Continuous measurements of methane mixing ratios from ice cores, Atmos. Meas. Tech., 5, 999-1013, doi:10.5194/amt-5-999-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

– Pieni jääkausi saattoi olla globaali tapahtuma uuden Etelämantereen porausreikien lämpötiloja arvioineen tutkimuksen mukaan: Orsi, A. J., B. D. Cornuelle, and J. P. Severinghaus (2012), Little Ice Age cold interval in West Antarctica: Evidence from borehole temperature at the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide, Geophys. Res. Lett., 39, L09710, doi:10.1029/2012GL051260. [tiivistelmä]

– Uusia arvioita joidenkin kasvihuonekaasujen eliniälle ilmakehässä (muun muassa metaanille elinikä on noin yhdeksän vuotta) sekä ihmiskunnan päästöille: Prather, M. J., C. D. Holmes, and J. Hsu (2012), Reactive greenhouse gas scenarios: Systematic exploration of uncertainties and the role of atmospheric chemistry, Geophys. Res. Lett., 39, L09803, doi:10.1029/2012GL051440. [tiivistelmä]

– Eri puulajien erilaista kasvua lämpötilan muuttuessa ja ilmiön syitä on selvitelty uudessa tutkimuksessa: Vincent Kint, Wim Aertsen, Matteo Campioli, Dries Vansteenkiste and Andy Delcloo, et al., Radial growth change of temperate tree species in response to altered regional climate and air quality in the period 1901–2008, Climatic Change, 2012, DOI: 10.1007/s10584-012-0465-x. [tiivistelmä]

Uusi tutkimus tuo satelliittimittaukset ja ilmastomallien tulokset lähemmäs toisiaan

Washingtonin yliopiston tutkijat keksivät ensimmäisinä korjauksen siihen tapaan, jolla Alabaman Huntsvillen yliopiston tutkijat käsittelevät NOAA-9-satelliitin 1980-luvun puolivälissä keräämiä mittaustietoja.

Washingtonin yliopiston uudessa tutkimuksessa selviää, että suositussa lämpötilan mittaussarjassa, joka näyttää vähemmän lämpenemistä kuin muut mittaussarjat, on kalibrointiongelma. Kun ongelma on korjattu, tulokset ovat sopusoinnussa muiden mittaussarjojen ja ilmastomallien tulosten kanssa.

”Löydös on tärkeä, sillä se auttaa vahvistamaan, että ilmaston lämpenemistä simuloivien ilmastomallien tulokset täsmäävät havaintojen kanssa,” sanoo Stephen Po-Chedley, Washingtonin yliopiston ilmakehätieteiden jatko-opiskelija, joka teki tutkimuksen yhdessä Washingtonin yliopiston ilmakehätieteiden professorin Qiang Fun kanssa.

He löysivät ongelman Alabaman Huntsvillen yliopiston (UAH) satelliittimittauksiin perustuvasta lämpötilasarjasta, jota on julkaistu vuodesta 1989 lähtien. Maapallon lämpötilan mittaussarjoista UAH:n sarja on näyttänyt vähiten lämpenemistä. Mittaussarja on myös ollut ilmastonmuutoksen epäilijöiden suosiossa, kun on haluttu kyseenalaistaa ilmastomallien tuloksia, joiden mukaan ilmaston lämpeneminen johtuu kasvihuonekaasuista.

Tutkimusartikkeli julkaistaan tässä kuussa Amerikan meteorologisen seuran (American Meteorological Society) julkaisusarjassa Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. Artikkelissaan Po-Chedley ja Fu tutkivat UAH:n mittaussarjaa sekä vastaavia satelliittimittaussarjoja, joita ovat muodostaneet National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ja Remote Sensing Systems (RSS). Näitä kolmea mittaussarjaa on tutkittu, koska ne näyttävät erilaista lämpökehitystä.

”On väitelty monta, monta vuotta erilaisista tuloksista, mutta emme tienneet missä mittaussarjassa ongelma on,” Fu sanoi. ”Tämä löytö vähentää epävarmuutta, mikä on erittäin tärkeää.”

Kun heidän korjauksensa tehtiin UAH:n mittaussarjaan, se alkoi näyttää oleellisesti samankaltaista lämpökehitystä kuin muut mittaussarjat.

”Tutkijat olivat jo aiemmin huomanneet, että UAH:n tutkijoiden tavassa käsitellä NOAA-9-satelliitin 1980-luvun puolivälissä keräämiä mittaustietoja oli ongelmia. Po-Chedley ja Fu ensimmäisinä kehittivät korjauksen, jolla UAH:n menetelmät voidaan korjata,” sanoo Kevin Trenberth, ansioitunut vanhempi tutkija National Center for Atmospheric Research -tutkimuskeskuksesta. ”Korjauksen ansiosta mittaussarjasta saadaan parempi, kunhan UAH vain hyväksyy sen”, hän sanoo.

Po-Chedley ja Fu keksivät korjauksen tutkien tarkasti kaikkien kolmen satelliittimittaussarjan tulkintaa NOAA-9:n mittaustiedoista ja he vertasivat niitä säähavaintopallojen tekemiin troposfäärin lämpötilamittauksiin. He huomasivat, että UAH:n mittaussarjassa otettiin huomioon NOAA-9-satelliitin oma lämpeneminen virheellisesti. Sitten he kehittivät menetelmän, jonka avulla he pystyivät arvioimaan virheen vaikutuksen UAH:n mittaussarjan näyttämään lämpökehitykseen.

Satelliitin oma lämpötila vaikuttaa satelliitin mittauksiin, joten se on otettava huomioon mittauksia analysoitaessa. Kukin satelliittimittausryhmä on tehnyt asian vaatimia korjauksia itsenäisesti. Korjaukset on määritelty esimerkiksi vertaamalla NOAA-9:n mittauksia muiden samaan aikaan mittauksia tehneiden satelliittien mittauksiin.

Po-Chedleyn ja Fun korjauksen jälkeen UAH:n mittaussarja näyttää tropiikissa lämpenemistä noin 0,12 celsiusastetta per vuosikymmen vuodesta 1979 lähtien. Ennen korjausta mittaussarja näytti lämpenemistä tropiikissa noin 0,07 celsiusastetta per vuosikymmen. Pintalämpötilamittausten mukaan tropiikin lämpötila on noussut noin 0,12 celsiusastetta per vuosikymmen. RSS:n mittaussarja näyttää tropiikin lämpenevän noin 0,14 celsiusastetta per vuosikymmen. NOAA:n mittaussarjassa tropiikki lämpenee noin 0,18 celsiusastetta per vuosikymmen.

Mittaussarjojen väliset erot havainnollistavat, kuinka vaikeaa ilmakehän lämpötilan määrittäminen sääsatelliittien mittauksista on. Mittaussarjat on koostettu yli kymmenen satelliitin mittauksista ja ilmakehän lämpötila määritetään mikroaalloilla tapahtuvilla mittauksilla. Eri satelliittien mittauksien yhdistäminen yhtenäiseksi mittaussarjaksi on monimutkaista. Satelliitin oman lämpötilan lisäksi on otettava huomioon esimerkiksi myös satelliitin kiertoradan muuttuminen ajan myötä sekä erot eri satelliittien mittauslaitteissa.

Satelliittien lämpötilamittaussarjat koskevat troposfääriä, joka ulottuu maan pinnalta noin 15 km:n korkeuteen. Suurin osa säästä tapahtuu troposfäärissä. Ilmastomallien tuloksien mukaan tämä ilmakehän alue lämpenee huomattavasti kasvihuonekaasupäästöjen takia. Joillakin alueilla, kuten tropiikissa, jopa odotetaan troposfäärin lämpenevän maapallon pintaa nopeammin.

Tämä uusi tutkimus ei ratkaise kaikkia eroja mittaussarjojen välillä, joten tutkijat jatkavat erojen syiden selvittämistä. ”On mielenkiintoista nähdä, miten nämä erot ratkaistaan tulevina vuosina” Po-Chedley sanoo.

Lähde: Washingtonin yliopiston tiedote

Tutkimusartikkelin tiivistelmä: Washingtonin yliopiston tiedote