Supertulivuorenpurkauksen vaikutus ilmastoon ja hiilen kiertoon

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Yellowstonen kansallispuistossa sijaitsevan supertulivuoren mahdollisen purkauksen vaikutuksia maapallon ilmastolle ja hiilen kierrolle. Tutkimuksen tuloksien mukaan purkauksen jälkeen maapallon lämpötila laskee usealla celsiusasteella. Maa-alueiden maaperään ja meriin kerääntyy hiiltä ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden laskiessa. Purkauksen vaikutukset kestävät hiilen kierrossa satoja vuosia.

Supertulivuorenpurkaukset ovat hyvin harvinaisia ja erittäin voimakkaita tulivuorenpurkauksia. Menneisyydestä tunnetaan joitakin supertulivuorenpurkauksia. Näistä luultavasti tunnetuin on Toban purkaus noin 74 000 vuotta sitten. Toban purkauksen uskotaan viilentäneen maapalloa huomattavasti ja on jopa arveltu, että purkausta seurannut viileneminen olisi ollut vähällä saattaa ihmiskunnan sukupuuttoon.

Toinen tunnettu supertulivuoren sijaintipaikka on Yhdysvaltojen Yellowstonen kansallispuistossa, jossa on aikoinaan tapahtunut kolme suurta purkausta, joista viimeisin tapahtui noin 630 000 vuotta sitten. Pienempiä purkauksia alueella on tapahtunut useammin – viimeksi noin 13 000 vuotta sitten. Yellowstonen mahdollisesta purkautumisesta nykyaikana on puhuttu paljon, mutta mitään varmaa tietoa asiasta ei ole. Aluetta seurataan tarkasti ja siellä tapahtuu paljon heikkoja maanjäristyksiä.

Supertulivuorten vaikutuksia ilmastoon on tutkittu melko paljon, mutta niiden vaikutuksia maapallon hiilen kiertoon on tutkittu vähemmän. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty supertulivuorten vaikutuksia maapallon ilmastoon ja hiilen kiertoon lyhyellä ja pitkällä (enintään 200 vuotta) aikavälillä.

Voimakkaat ilmastonmuutokset saattavat häiritä hiilen kiertoa maapallolla. Vuonna 1991 tapahtunut Pinatubon tulivuorenpurkaus viilensi maapalloa keskimäärin noin 0,4 celsiusastetta. Aiempien tutkimusten mukaan tuollainen viileneminen aiheuttaa todennäköisesti havaittavissa olevan vaikutuksen hiilen kiertoon. Vaikutus näyttäisi tapahtuvan pääasiassa maaperän ja kasvien vähentyneestä hengityksestä, jonka seurauksena ilmakehään vapautuu aiempaa vähemmän hiilidioksidia. Tätä voimistaa lisääntyneiden sateiden vaikutuksesta lisääntyvä kasvillisuus sademetsissä, mikä sitoo ilmakehästä enemmän hiiltä. Pinatubon tapauksessa hiilen kierrossa ei näyttänyt tapahtuneen merkittäviä muutoksia merissä.

Viimeisen tuhannen vuoden aikana suurin tulivuorenpurkaus tapahtui vuonna 1258 toistaiseksi tuntemattomassa paikassa. Tämän purkauksen on katsottu aiheuttaneen noin kahden miljoonasosan vähenemisen ilmakehän hiilidioksidipitoisuudessa. Tässä tapauksessa hiilen kierto saattoi häiriintyä myös merissä, jotka ensin ottivat ilmakehästä hiiltä ja alkoivat sitten nopeasti vapauttaa hiiltä takaisin ilmakehään.

Uudessa tutkimuksessa tehtiin simulaatioita, joissa malleilla luotiin Yellowstonen mahdollista purkausta vastaavat olosuhteet. Tilannetta simuloitiin pitemmällä aikavälillä (200 vuotta) kuin aiemmissa tutkimuksissa.

Tutkimuksen tuloksien mukaan maapallon pintalämpötila ensin viilenee voimakkaasti parin vuoden aikana, kuten on havaittu käyvän pienempien tulivuortenpurkausten yhteydessä. Tässä tapauksessa viileneminen on voimakkaampaa. Maapallo viilenee keskimäärin noin 3-4 celsiusastetta. Maa-alueilla viileneminen voi olla jopa seitsemän celsiusastetta, kun viileneminen merialueilla jää kolmen celsiusasteen paikkeille. Joillakin yksittäisillä alueilla viileneminen voi olla jopa kymmenen celsiusastetta. Viilenemisvaiheen jälkeen lämpötila palaa lähelle alkuarvoa seuraavien muutaman vuoden aikana, mutta alkuarvo saavutetaan lopullisesti vasta 50 vuoden kuluttua. Tämän jälkeen lämpötila pysyy melko vakaana.

Tuulien voimakkuudessa näyttäisi tapahtuvan lyhytaikainen muutos. Muutokset kestävät pari vuotta ja sitten hitaasti heikkenevät. Tuuliolosuhteiden muutokset vaikuttavat merien virtauksiin ja kumpuamisessa näyttää tapahtuvan muutoksia päiväntasaajan alueella. Viilenevässä ilmastossa merijää lisääntyy sekä pohjois- että etelänavalla.

Hiilen kierrossa tapahtuu myös muutoksia. Ilmakehän hiilen määrä ensin hiukan kasvaa parin vuoden ajan. Sitten hiilen määrä vähenee parissa vuodessa kymmenellä gigatonnilla. Sen jälkeen hiilen määrä lähtee hyvin hitaasti nousemaan takaisin alkuarvoa kohti, mutta näyttää tasoittuvan hiukan alkuperäistä arvoa pienemmäksi. Merissä muutokset ovat samansuuntaisia kuin ilmakehässä, mutta hitaampia. Merissä hiilen määrä jää 200 vuoden aikana reilusti pienemmäksi kuin alkuarvo.

Maa-alueilla hiilen määrä kehittyy päinvastoin kuin ilmakehässä; ensin lyhyt heikko pieneneminen, sitten voimakas kasvu ja sitten hidas pieneneminen. Maa-alueiden hiilen määrä on 200 vuoden kuluttua purkauksesta suurempi kuin alkuarvo. Maa-alueiden kasvillisuuden hiilen määrässä ei näyttäisi tapahtuvan suuria muutoksia. Ainoastaan heti purkauksen jälkeen hiilen määrä hetkellisesti vähenee. Maa-alueiden maaperään puolestaan näyttäisi sitoutuvan paljon hiiltä. Maaperän hiilen määrän kehitys näyttääkin tapahtuvan melkein täsmälleen samoin kuin edellä kuvattu maa-alueiden hiilen määrän kehitys.

Maa-alueiden maaperään ja meriin kertyy siis hiiltä supertulivuorenpurkauksen seurauksena. Ilmakehästä taas vähenee hiiltä ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laskeekin noin viidellä miljoonasosalla. Muutoksien palautuminen kestää pitkään – edes tutkimuksen tarkasteluaikana ollut 200 vuotta ei riittänyt palauttamaan tilannetta kokonaan takaisin alkutilaan.

Lähde:

Segschneider, J., Beitsch, A., Timmreck, C., Brovkin, V., Ilyina, T., Jungclaus, J., Lorenz, S. J., Six, K. D., and Zanchettin, D.: Impact of an extremely large magnitude volcanic eruption on the global climate and carbon cycle estimated from ensemble Earth System Model simulations, Biogeosciences, 10, 669-687, doi:10.5194/bg-10-669-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Aiempia juttujamme aiheesta:

Tulivuorten vaikutus ilmastoon (27.10.2010)
Tulivuoret lannoittavat meriä (3.5.2010)

Pietarin ilmanlaadun seurantamenetelmiä kehitetty pitkäaikaisessa projektissa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Hankkeen aikana on kehitetty mm. ilmanlaadun seurannan menetelmäohjeita ja säädöksiä sekä käynnistetty laivaliikenteen päästöjen ilmanlaatuvaikutusten arviointiprosessi.

Ilmatieteen laitos on ollut mukana toteuttamassa ympäristöministeriön ja Pietarin kaupungin rahoittamaa lähialueyhteistyöhanketta, jossa on parannettu ja kehitetty Pietarin alueen ilmanlaadun seuranatamenetelmiä ja Ilmanlaatutiedon hyödyntämistä mm. päätöksentekoprosessien tukena. Hanke on toteutettu viidessä projektivaiheessa vuosien 2004 – 2013 aikana. Hankkeen kokonaisbudjetti on ollut noin 950 000 euroa.

Projektin keskeisinä tavoitteina ovat olleet ympäristöhallinnon valmiuksien vahvistaminen ja ilmanlaadun seurantamenetelmien yhdenmukaistaminen, ilmanlaatutiedon hyödyntämisen lisääminen mm. suunnittelun ja päätöksenteon tukena sekä ilmanlaatutietoisuuden lisääminen.

Huolimatta lainsäädännön ja ilmanlaatutietojen hallintamenettelytapojen eroista Suomessa ja Pietarin alueella, hankkeen tuomat hyödyt ovat olleet konkreettisia. Projektin merkittävimpinä saavutuksina voidaan pitää hankkeessa mukana olleiden asiantuntijoiden ja organisaatioiden osaamisen kehittämistä ja Pietarin ilmanlaadun seurantamenetelmien (mittaus ja mallinnusmenetelmät) kehittymistä, lukuisia uusien menetelmäohjeita ja säädöksiä, joiden valmisteluun ja sisältöön hankkeella on ollut merkittävä vaikutus sekä tausta-asemien ilmanlaadun tosiaikaisten tietojen vaihdon aloittamista.

Hankkeen aikana Pietarissa on käynnistetty laajamittainen laivaliikenteen päästöjen ilmanlaatuvaikutusten arviointiprosessi, jota ei ole aikaisemmin tehty. Projektissa tuotettuja tietoa jakamalla niin Venäjällä kuin Suomessakin on voitu edistää ilmanlaatutietouden lisäämistä.

Pietarissa 25. helmikuuta järjestettävässä Pietarin ilmanlaatuhankkeen loppuseminaarissa esitellään yli 9 vuotta kestäneen ilmanlaatuyhteistyön tuloksia ja vaikuttavuutta. Seminaariin osallistuu noin 60 asiantuntijaa ja virkamiestä Suomesta ja Venäjältä. Hankkeen käytännön toteutuksesta ovat vastanneet Ilmatieteen laitos ja Pietarin kaupunki. Hanketta ovat rahoittaneet Ympäristöministeriö yhdessä Pietarin kaupungin kanssa.

Development of Air Quality Monitoring in City of St. Petersburg -hankkeen esite englanniksi pdf

Hankkeen esite venäjäksi pdf

Lisätietoja:

Ilmatieteen laitos, Katja Lovén puh. 050 919 4129 katja.loven@fmi.fi
Ilmatieteen laitos, Harri Pietarila puh. 050 337 8224 harri.pietarila@fmi.fi

Kevään 2013 sääennuste

Millainen on kevään ja kesän 2013 sää Suomessa? Tässä kokoelma kuuden kansainvälisen tutkimuslaitoksen vuodenaikaisennusteista. Eri ennusteet ovat melko yksimielisiä siitä, että Suomen kevät on hyvin tavanomainen tai pienellä todennäköisyydellä sitä lämpimämpi. Erittäin alustavissa kesän sääennusteissa myös Suomen kesä vaikuttaa melko tavanomaiselta.

Kuvan © irum – Fotolia.com

ECMWF: normaali kevät

Euroopan keskipitkien ennusteiden keskus (ECMWF) on tehnyt vuodenaikaisennusteen, jonka mukaan Suomen kevät maaliskuusta toukokuuhun vaikuttaa lämpötiloiltaan tavanomaiselta. Aivan Suomen itäisimmissä osissa voi olla hieman keskimääräistä lämpimämpää.  Sademäärät näyttävät normaaleilta. ECMWF:n vuodenaikaisennusteita ja kuukausiennusteita sekä niiden päivittymistä seurataan tarkemmin Ilmatieteen laitoksen nettisivuilla.

NOAA/NWS: normaali kevät ja kesä, Lapissa ajoittain normaalia lämpimämpää

Yhdysvaltalainen NOAA/NWS ennustaa kolmen kuukauden jaksojen keskimääräisiä lämpötiloja näin: sekä maalis-toukokuussa, huhti-kesäkuussa, touko-heinäkuussa, kesä-elokuussa että heinä-syyskuussakin Suomen lämpötilat ovat tavanomaisia, paitsi Pohjois-Suomessa voi ajoittain olla hieman keskimääräistä lämpimämpää. Kolmen kuukauden jaksojen sademäärät koko aikavälillä maaliskuusta syyskuuhun näyttävät koko Suomessa hyvin tavallisilta. Lämpötilojen kuukausittaisessa tarkastelussa maaliskuu näyttää Etelä- ja Kaakkois-Suomessa selvästi pitkän aikavälin keskiarvoja kylmemmältä. Sen sijaan huhtikuu, toukokuu, kesäkuu ja heinäkuu näyttävät Etelä- ja Keski-Suomessa hyvin tavallisilta, kun taas Pohjois-Suomessa on hieman keskimääräistä lämpimämpää, erityisesti huhti-toukokuussa. Sademäärien kuukausittaisessa tarkastelussa maaliskuu vaikuttaa melko kuivalta. Huhtikuu, toukokuu, kesäkuu ja heinäkuu ovat sademääriltään hyvin tavallisia, vaikka ajoittain voikin olla keskimääräistä sateisempaa. Elokuu näyttää kuivalta. Edellä oleviin linkkeihin päivittyvät jatkuvasti uusimmat ennusteet. Lisää ennustekarttoja löytyy tästä linkistä.

Ranskan ilmatieteen laitos: maaliskuussa lämmintä, sen jälkeen melko tavanomaista

Ranskan ilmatieteen laitos antaa jälleen kaikkein tarkimmilta vaikuttavat ennustekartat. Ne ovat kuitenkin ilmeisesti jopa yksityiskohtaisempia kuin mihin käytetty säämalli antaa perusteita. Maaliskuuksi Suomeen ennustetaan asteen verran normaalia lämpimämpää ja kuivaa säätä. Huhtikuu näyttää Etelä-Suomessa tavanomaiselta, Keski-Suomessa puolisen astetta tavanomaista kylmemmältä ja Pohjois-Suomessa noin asteen tavanomaista kylmemmältä. Toukokuussa taas Etelä-Suomessa olisi hieman tavanomaista lämpimämpää, Keski-Suomessa normaalia ja Pohjois-Suomessa kylmempää. Suomi vaikuttaa siis olevan normaalia lämpimämmän Länsi-Euroopan ja normaalia kylmemmän Pohjois-Euroopan rajakohtana. Sademäärät ovat pitkän aikavälin keskiarvojen mukaisia sekä huhti- että toukokuussa. Kesä- ja heinäkuu näyttävät olevan koko Suomessa lämpötiloiltaan tavanomaisia, mutta varsinkin Pohjois-Suomessa sademäärät voivat olla keskimääräistä suurempia.

IRI: tavanomainen tai hieman sitä lämpimämpi kevät

IRI:n (International Research Institute for Climate and Society) ennusteissa jakso maaliskuusta toukokuun loppuun näyttää Suomessa lämpötiloiltaan tavanomaiselta. Aivan eteläisimmässä Suomessa on pieni mahdollisuus keskimääräistä lämpimämpään säähän. Huhti-, touko- ja kesäkuun jaksolla normaalia lämpimämmän sään todennäköisyys on koko Suomessa 40 %, normaalin 35 % ja normaalia kylmemmän 25 %. Touko-heinäkuun jakso näyttää lämpötiloiltaan tavanomaiselta. Sademäärät näyttävät olevan normaaleja koko kevään ja alkukesän ajan. Päivitetyt ja yksityiskohtaiset ennusteet löytyvät nettisivulta, jossa aukeavat ensin sade-ennusteet (precipitation). Valitse ”Forecast Type” -kohdasta ”Temperature”, jos haluat nähdä lämpötilaennusteet.

Venäjän ilmatieteen laitos: lämmin, sademääriltään normaali kevät

Venäjän ilmatieteen laitos ennustaa maalis-toukokuun jaksolle koko Suomeen keskimääräistä lämpimämpiä lämpötiloja. Sademäärät näyttävät tavanomaisilta.

WSI: lämmin kevät

WSI ennustaa maaliskuuksi Pohjoismaihin tavanomaista kylmempää säätä lukuun ottamatta Suomea. Huhtikuussa koko Eurooppa näyttää tavallista lämpimämmältä lukuun ottamatta Irlantia, Espanjaa ja Portugalia.

Kuinka luotettavia vuodenaikaisennusteet ovat?

Kaikissa pitkän aikavälin sääennusteissa on huomattava, etteivät ne ole Pohjois-Euroopassa kovinkaan luotettavia. Täällä ENSO-värähtely (El Niñon ja La Niñan vaihtelu) ei vaikuta yhtä voimakkaasti kuin tropiikissa. Tropiikissa vuodenaikaisennusteet ovatkin hieman luotettavampia kuin meillä, koska siellä säätyypit ovat pitkälti seurausta meriveden lämpötilan vaihteluista. Meillä taas äkilliset, hetkittäiset tekijät vaikuttavat enemmän. Pitkän aikavälin vuodenaikaisennusteet ovatkin vasta kehittelyvaiheessa.

Ennusteiden tulkinnassa on huomattava myös se, etteivät ne ennusta yksittäisiä säätapahtumia vaan antavat todennäköisyyksiä sille, kuinka paljon tietyn jakson (esimerkiksi maalis-toukokuun) keskilämpötila poikkeaa normaalista. Esimerkiksi poikkeama lämpimään suuntaan voi tarkoittaa joko sitä, että koko jakson ajan ollaan tavanomaisten keskiarvojen yläpuolella tai sitä, että tarkastelujakson aikana on yksi hyvin kuuma jakso ja muuten ollaan tavanomaisissa lukemissa.

Lisäksi täytyy huomata, että eri sääennusteissa käytetään erilaisia vertailujaksoja, kun verrataan lämpötiloja tavanomaisiin. Maailman meteorologisen järjestön (WMO) virallinen vertailukausi on 1961-1990, kun taas esimerkiksi Suomen Ilmatieteen laitos käyttää sääennusteissaan vertailukautta 1981-2010, jossa lämpötilat (erityisesti talvella) ovat ilmastonmuutoksen takia lämpimämpiä kuin virallisella kansainvälisellä vertailukaudella.

Tarjolla on jopa päiväkohtainen sääennuste kuukaudeksi 

Yhdysvaltalainen AccuWeather on alkanut julkaista Suomeenkin päiväkohtaisia ennusteita 25 päiväksi. Tässä esimerkkeinä maaliskuun ennusteet Helsinkiin, Kouvolaan, Tampereelle, Turkuun, Kuopioon ja Rovaniemelle. Harmaalla tai beigellä pohjavärillä näkyvät havainnot, sinisellä värillä ennusteet. Merkintä ”Hist. Avg.” tarkoittaa pitkän aikavälin tilastollista keskiarvoa ko. päivämäärän lämpötiloista (Lo = alin lämpötila). Linkeistä voit katsoa vaikkapa hiihtoloman sään jo nyt!

Tällaiset ennusteet ovat kuitenkin hyvin epävarmoja. Vaikka pitkän aikavälin säätä (esimerkiksi kolmea kuukautta) onkin mahdollista jossakin määrin ennustaa, malleihin sisältyvien epävarmuuksien takia paikkakunta- ja päiväkohtainen ennuste on erittäin epäluotettava

Uusi tutkimus pilvipisaroiden kasvunopeuksista vähentää ilmastomallinnuksen epävarmuuksia

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitos on mukana kansainvälisessä tutkimuksessa, joka tuo lisätietoa pilvistä ilmastomallinnuksen avuksi.

Uuden mittauksia ja mallinnusta yhdistävän tutkimuksen tulokset ilmakehän pisaroiden kasvunopeuksista useissa eri ympäristöissä on juuri julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America -lehdessä. Tulokset osoittivat, että erityisen hitaasti kasvavia hiukkasia ei löydy, tai ne ovat niin harvinaisia, että niillä ei ole merkittävää vaikutusta pilvien muodostumiseen. ”Havainto poistaa yhden merkittävän pilvi- ja ilmastomallinnuksen epävarmuuden osoittamalla usein käytetyn oletuksen paikkansapitävyyden”, sanoo tutkimuksessa mukana ollut Ilmatieteen laitoksen tutkija Tomi Raatikainen.

Suuresti vaihtelevat arviot pilvipisaroiden kasvunopeuksista on ollut yksi suuri epävarmuus pilvimallinnuksessa ja erityisesti pilvien ilmastovaikutuksia arvioitaessa. Ilmastomallinnuksella voidaan tutkia ilmastojärjestelmää ja sen eri osia kuten pilvien ja pienhiukkasten vuorovaikutuksia. Ilmastomallinnusta käytetään myös ilmastonmuutoksen voimakkuuden ja vaikutusten ennustamiseen. Aikaisemmin on havaittu, että ainakin laboratorio-oloissa pisaroiden kasvu voi hidastua merkittävästi esimerkiksi silloin, kun pisaran pintaan muodostuu veden tiivistymistä estävä öljymäinen kalvo. Pienhiukkasissa tiedetään olevan huonosti veteen liukenevia orgaanisia yhdisteitä jotka voivat muodostaa tällaisia kalvoja kunhan pitoisuudet ovat riittävän suuria.

Ilmakehän pisaroiden kasvunopeuksista on erittäin vähän tietoa, mutta jos vastaavaa tapahtuisi merkittävissä määrin myös ilmakehän hiukkasissa, tämä pitäisi ottaa paremmin huomioon nykyisin käytössä olevissa pilvimalleissa.

Pilvipisaroiden koolla ja määrällä vaikutusta pilven elinikään

Pilvet muodostuvat vesihöyryn tiivistyessä ilmakehän pienhiukkasiin ja pisaroihin eli aerosoliin. Tiivistymisen vuoksi alkuperäisen aerosolin koko kasvaa nopeasti n. 100-kertaiseksi, jolloin niitä aletaan kutsua pilvipisaroiksi. Pisaroiden kasvunopeus vaikuttaa muodostuvan pilven ominaisuuksiin kuten pilvipisaroiden keskimääräiseen kokoon ja lukumäärään. Näillä taas on vaikutus pilven elinikään ja optisiin ominaisuuksiin, eli käytännössä kasvunopeudet ovat osa aerosolien epäsuoraa ilmastovaikutusta.

Tutkimus perustuu pilviydinlaskurimittauksiin

Tutkimuksen kokeellinen osa perustuu pilviydinlaskurimittauksiin, joita on suoritettu erilaisissa ympäristöissä Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa käyttäen sekä kiinteitä mittausasemia että lentokoneita. Pilviydinlaskureissa ilmanäyte altistetaan suurelle ilmankosteudelle, jolloin näytteen hiukkasista alkaa muodostua pilvipisaroita. Mitattu pisaroiden koon vaihtelu kertoo suoraan mahdollisista muutoksista kasvunopeuksissa, mutta myös mittalaite ja olosuhteiden muutokset aiheuttavat vaihteluita. Tämän vuoksi kasvunopeuksien arvioimiseen käytettiin numeerista mallia, joka huomioi olosuhteet ja laitteen asetukset simuloidessaan pisaroiden kasvua laitteen sisällä.

Tutkimus tehtiin pääosin professori Athanasios Nenesin tutkimusryhmässä Georgia Institute of Technology:ssä, Atlantassa Yhdysvalloissa, jossa Ilmatieteen laitoksen tutkija Tomi Raatikainen teki kahden vuoden ajan väitöksen jälkeistä tutkimusta. Tulokset on julkaistu arvostetun Proceedings of the National Academy of Science-lehden sähköisessä versiossa ennen lopullista julkaisua tulostetussa lehdessä.

Lisätietoja:

tutkija Tomi Raatikainen, puh. 050 449 7717, tomi.raatikainen@fmi.fi

Tomi Raatikainen, Athanasios Nenesa, John H. Seinfeld, Ricardo Morales, Richard H. Moore, Terry L. Lathem, Sara Lance, Luz T. Padró, Jack J. Lin, Kate M. Cerully, Aikaterini Bougiatioti, Julie Cozic, Christopher R. Ruehl, Patrick Y. Chuang, Bruce E. Anderson, Richard C. Flagan, Haflidi Jonsson, Nikos Mihalopoulos, and James N. Smith, Worldwide data sets constrain the water vapor uptake coefficient in cloud formation, PNAS February 19, 2013 201219591, doi: 10.1073/pnas.1219591110. [tiivistelmä]

Mikä ei muutu ilmaston muuttuessa?

Ilmaston lämpenemisellä ja siitä seuraavalla ilmastonmuutoksella on paljon erilaisia vaikutuksia maapallolla. Ilmakehän koostumuksessa tapahtuu muutoksia. Troposfääri paisuu ja ilmakehä imee itseensä lisää kosteutta. Meret laajenevat ja lämpenevät.

Eliökunnassa tapahtuu lajien uusjako. Jotkut lajit siirtyvät muille maille, jos pystyvät (Kelly ja Goulden, 2008). Joidenkin lajien ruumiin muoto ja/tai koko muuttuu (Van Buskirk ja muut, 2010). Lajien väliset aikataulut menevät sekaisin. Esimerkiksi kevään aikaistuessa muuttolintujen munat eivät enää kuoriudu samaan aikaan poikasten ravintona olevien hyönteistoukkien kanssa (Both ja muut, 2006). Jotkut, ennusteiden mukaan aika monet, lajeista jopa kuolevat sukupuuttoon (Thomas ja muut, 2004).

Jäätiköt sulavat. Jopa kivikehässä tapahtuu muutoksia sulavien jäätiköiden painolastin jakautuessa tasaisemmin meriin. Tähän liittyvä tuttu ilmiö Suomessa on jääkauden aikaisen jäätikön painon poistuttua tapahtuva maankohoaminen, joka käy kilpajuoksua kohoavan merenpinnan kanssa.

Ilmaston muuttuminen näkyy siis kaikkialla – ilmakehässä, vesikehässä, elonkehässä, kivikehässä sekä jään ja lumen kehässä. Onko maapallon järjestelmässä mitään sellaista mikä ei muutu ilmaston muuttuessa?

Maapallon ytimessä vaikutukset lienevät melko pieniä. Jäätiköiden sulaminen jakaa niiden painon tasaisesti maailman meriin ja tämä vaikuttaa hiukan maapallon pyörimisnopeuteen (Roy ja Peltier, 2011), mikä saattaa vaikuttaa hiukan myös maapallon ytimeen.

Sademäärien muutokset vaikuttavat eroosioon ja sen myötä myös esimerkiksi vuoret muuttuvat jonkin verran (Slaymaker, 2010). Lisäksi lämpeneminen vaikuttanee jonkin verran rapautumisen nopeuteen.

Maapallon ulkopuolella asiat eivät luonnollisestikaan muutu paljoa, koska kyseessä on maapallon ilmaston muutos. Voisiko siis maapallon pinnalle tuleva auringon säteily pysyä muuttumattomana? Näyttää siltä, että ei, koska muutokset ilmakehässä ja pilvissä muuttavat maapallon pinnalle saapuvan auringonsäteilyn määrää. Toki voidaan väittää, että jossain korkealla ilmakehässä muutokset ovat niin pieniä, että sinne saapuvan auringon säteilyn määrä pysyy melko samana, mutta silloin aletaan jo olla maapallon järjestelmän ulkopuolella.

Maapallon ilmaston muuttuminen näkyy hiukan myös maapallon ulkopuolella. Maapallon heijastuskyky muuttuu ja se vaikuttaa esimerkiksi kuussa. Kuuhun maasta saapuva säteilyenergia (tätä kutsutaan maatamoksi) muuttuu jonkin verran (Goode ja muut, 2001), mikä muuttaa hiukan kuun lämpötilaa (tuskin kuitenkaan havaittavissa määrin). Ulkoavaruudessa maapallo siis ilmastonmuutoksen myötä näyttää hiukan erilaiselta kuin aikaisemmin – ainakin maapallon kirkkaus muuttuu.

Joidenkin ilmakehässä olevien aineiden määrä saattaa pysyä melko muuttumattomana, mutta koko ilmakehän muuttuessa on varmaankin odotettavissa jonkin verran muutoksia myös ilmakehän koostumuksessa kaikkien aineiden osalta.

Maapallolla olevien alkeishiukkasten tilallinen ja ajallinen jakauma muuttuu ilmastonmuutoksen myötä, mutta hiukkaset itse säilynevät muuttumattomina. Tosin tätä emme voi varmasti tietää. Jopa atomi- ja molekyylitasolla hiukkaset saattavat pysyä melko samanlaisina.

Näyttää siis siltä, että muuttumattomia asioita maapallon järjestelmästä löytyy hyvin vähän. Ilmastonmuutos vaikuttaa melkein kaikkeen, vaikka muutokset monessa yllä esitetyssä tapauksessa ovatkin vain hyvin pieniä. Ehkä vain alkeishiukkaset pysyvät muuttumattomina.

Lähteet:

Christiaan Both, Sandra Bouwhuis, C. M. Lessells & Marcel E. Visser, Climate change and population declines in a long-distance migratory bird, Nature 441, 81-83 (4 May 2006) | doi:10.1038/nature04539. [tiivistelmä, koko artikkeli]

P. R. Goode, J. Qiu, V. Yurchyshyn, J. Hickey, M.-C. Chu, E. Kolbe, C. T. Brown, S. E. Koonin, Geophysical Research Letters, Volume 28, Issue 9, pages 1671–1674, May 2001, DOI: 10.1029/2000GL012580. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Anne E. Kelly, Michael L. Goulden, Rapid shifts in plant distribution with recent climate change, PNAS August 19, 2008 vol. 105 no. 33 11823-11826, doi: 10.1073/pnas.0802891105. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Keven Roy, W. R. Peltier, GRACE era secular trends in Earth rotation parameters: A global scale impact of the global warming process?, Geophysical Research Letters, Volume 38, Issue 10, May 2011, DOI: 10.1029/2011GL047282. [tiivistelmä]

Olav Slaymaker, Drivers of mountain landscape change during the twenty-first century, Journal of Soils and Sediments, May 2010, Volume 10, Issue 4, pp 597-610, DOI: 10.1007/s11368-010-0194-6. [tiivistelmä]

Chris D. Thomas, Alison Cameron, Rhys E. Green, Michel Bakkenes, Linda J. Beaumont, Yvonne C. Collingham, Barend F. N. Erasmus, Marinez Ferreira de Siqueira, Alan Grainger, Lee Hannah, Lesley Hughes, Brian Huntley, Albert S. van Jaarsveld, Guy F. Midgley, Lera Miles, Miguel A. Ortega-Huerta, A. Townsend Peterson, Oliver L. Phillips & Stephen E. Williams, Extinction risk from climate change, Nature 427, 145-148 (8 January 2004) | doi:10.1038/nature02121. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Josh Van Buskirk, Robert S. Mulvihill, Robert C. Leberman, Declining body sizes in North American birds associated with climate change, Oikos, Volume 119, Issue 6, pages 1047–1055, June 2010, DOI: 10.1111/j.1600-0706.2009.18349.x. [tiivistelmä]

Argo-poiju esillä Venemessuilla

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitos on mukana muiden viranomaisten kanssa parhaillaan käynnissä olevilla Venemessuilla. Osaston (3a29) teemana on tänä vuonna vedenalainen maailma.

Kuva: Petra Roiha, Ilmatieteen laitos.

Argo-poijun tuottamia mittaustuloksia on hyödynnetty merentutkimuksessa ja merellisten palveluiden tuottamisessa. Merenalainen Argo-poiju ja sen toiminta on parhaillaan esillä Venemessuilla Helsingin Messukeskuksessa.

Argo-poiju on vapaasti meressä ajelehtiva mittalaite, joka pystyy säätelemään itsenäisesti mittaussyvyyttään. Pääasiallisesti Argo-poijuja on käytetty valtamerten tutkimuksessa. Tälläkin hetkellä maailman valtamerillä seilaa yli 3000 poijua. Poijuja kehitetään jatkuvasti ja uusimpiin on lisätty joitakin biogeokemiallisia antureita.

Ilmatieteen laitoksella on kahdeksan poijua, joista kuusi tekee mittauksia Grönlannin merellä. Ilmatieteen laitos on ensimmäisenä käyttänyt poijua myös Itämeren alueella. Selkämerellä viime kesänä mittauksia tehnyt poiju, APE1, on erityisesti muokattu toimimaan vähäsuolaisilla ja matalilla merialueilla Selkämerellä ja Perämerellä. Itämeren keskisyvyys on vain noin 54 m, joten tämä edellyttää poijun sukellussyvyyden säätämistä pohjan syvyyden mukaan useammin kuin valtamerillä, joiden syvyys on useita kilometrejä. Itämerellä muita haasteita ovat vähäinen suolaisuus, rannikon läheisyys ja jää.

Poijussa on lämpötila-, suolaisuus- ja paineanturit sekä kaksisuuntainen Iridium-satelliittiyhteys, jonka avulla se lähettää dataa Ilmatieteen laitokselle ja sille voidaan antaa komentoja. Poiju painaa noin 25 kiloa ja se on noin 130 cm korkea.

Vuoden 2012 mittaukset Selkämerellä

Poiju laskettiin vesille 17. toukokuuta Selkämerelle Porin merivartijoiden avulla. Poijun missio kesti 202 päivää ja se nostettiin Rauman edustalta 5. joulukuuta Turun vartiolentueen pintapelastajien avustuksella. Suurimman osan ajasta poiju teki mittauksia Suomen aluevesillä. Poiju teki mittauksia luotettavasti myös hankalissa sääolosuhteissa. Datasta voidaan tarkastella esimerkiksi marraskuun lopun Antti-myrskyn vaikutuksia meren pinnan alla.

Poijun sukellussyvyys vaihteli noin 85 metristä 25 metriin. Mittausjaksolla poiju nousi pintaan kerran vuorokaudessa mittaamaan suolaisuus- ja lämpötilaprofiilit vesipatsaasta ja lähettämään ne satelliitin kautta vastaanottajalle.

Lisätietoja:

Petra Roiha, petra.roiha@fmi.fi
Tero Purokoski, tero.purokoski@fmi.fi

Poijujen havainnot ovat kaikkien saatavilla kansainvälisessä Argo-tietokannassa http://www.coriolis.eu.org/

Ilmastonmuutos lajien sukupuuttojen aiheuttajana

Ilmastonmuutoksen aiheuttamille paikallisille sukupuutoille on jo nyt huomattava määrä todisteita. Ilmastonmuutoksen osoittaminen aiheuttajaksi yksittäistapauksissa on kuitenkin haasteellista asian monimutkaisuuden takia – vain muutamassa tutkimuksessa on pystytty osoittamaan ilmastonmuutoksen osuus sukupuutossa. Tärkein sukupuuttoja aiheuttava tekijä näyttää olevan lajien vuorovaikutussuhteiden muuttuminen ilmastonmuutoksen myötä.

Ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos uhkaa maapallon eliölajeja ja saattaa aiheuttaa tuhansien lajien sukupuuton seuraavan sadan vuoden aikana. Ilmastonmuutoksen aiheuttamaa uhkaa pahentaa se, että lajeja on vaikea suojella siltä. Lisäksi ilmastonmuutoksen vaikutukset saattavat pahentua toimiessaan yhdessä muiden ihmisen aiheuttamien muutoksien kanssa, kuten elinalueiden pieneneminen.

Miten ilmastonmuutos aiheuttaa sukupuuttoja? Voisi kuvitella, että tärkein syy on lajien rajallinen sietokyky korkeille lämpötiloille. Sukupuutoille voi kuitenkin olla monia muita ensisijaisia aiheuttajia, vaikka ilmastonmuutos olisikin perimmäinen syy. Tällaisia tekijöitä ovat esimerkiksi isäntä- ja pölyttäjälajien väheneminen sekä tautien lisääntyminen ilmastonmuutoksen johdosta. Tällä hetkellä ei vielä tiedetä kovin hyvin, mitkä tekijöistä ovat tärkeimpiä. Tämä olisi tärkeää selvittää, koska eri tekijöille saatetaan tarvita erilaisia keinoja vaikutuksien lieventämiseksi.

Hiljattain ilmestyneessä katselmusartikkelissa on selvitetty ilmastonmuutoksen erilaisia tapoja aiheuttaa lajien sukupuuttoja. Artikkelissa ensiksi listataan ja luokitellaan erilaisia sukupuuttoa aiheuttavia tekijöitä. Toiseksi tarkastellaan nykyistä sukupuuttotilannetta ja esitetään väite, että jo nyt on huomattavasti todisteita ilmastonmuutoksen aiheuttamista paikallisista sukupuutoista. Kolmanneksi tarkastellaan sukupuutoille löydettyjä syitä.

Sukupuuttoja aiheuttavat tekijät

Sukupuuttoja aiheuttavat tekijät jaetaan elottomiin ja elollisiin. Kaikissa listatuissa tekijöissä taustalla on kuitenkin eloton tekijä – ilmastonmuutos. Kaikkia listattuja tekijöitä ei ole vielä todistettu, vaan ne ovat toistaiseksi teoreettisia. Tekijät eivät aina ole toisistaan erillisiä, vaan saattavat toimia yhdessä sukupuuton aiheuttajana.

Elottomia tekijöitä ovat lähinnä muutokset lämpötilassa ja sademäärässä. Myös muita elottomia tekijöitä on (esimerkiksi maastopalojen yleistyminen ja merenpinnan nousu). Lämpötilan nousu saattaa aiheuttaa sukupuuttoja siksi, että lämpötila ylittää lajin sietokyvyn. Tämä tekijä on tärkeä erityisesti sellaisille lajeille, jotka eivät kykene liikkumaan (esimerkiksi korallieläimet) eivätkä siten pysty hakeutumaan viileämpiin paikkoihin. Lämpötilan nousu aiheuttaa ongelmia myös lajeille, joiden lämmönsäätökyky on rajallinen.

Lämpötilan nousu voi vaikuttaa myös epäsuorasti. Esimerkiksi joillakin liskolajeilla ilmaston lämpeneminen rajoittaa päivittäistä maanpinnalla liikkumisaikaa, mikä haittaa lajin lisääntymistä. Lämpötilan vaihtelun lisääntyminen saattaa myös olla sukupuuttojen syy. Korkeilla leveysasteilla vuotuisen lämpötilasyklin muuttuessa ja valoisuussyklin pysyminen entisellään saattaa aiheuttaa eliöiden aktivoitumista sellaisina aikoina, jolloin ilmasto ei olekaan enää niille sopiva.

Sademäärien muuttuminen voi vaikuttaa sukupuuttojen esiintymiseen monella tavalla. Vähenevä sademäärä voi vaikeuttaa veden saantia ja kuivattaa makeissa vesissä elävien lajien elinympäristöjä. Kuumuus ja kuivuus voivat aiheuttaa lajeille ongelmia myös yhdessä. Joillekin lajeille kuivuus voi olla pahempi ongelma kuin kuumuus. Tämä voi joskus aiheuttaa lajien siirtymistä eri suuntaan kuin pelkästä lämpenemisestä voisi päätellä.

Elolliset tekijät ovat jaettavissa kolmeen ryhmään: 1) ilmastonmuutoksen negatiivinen vaikutus lajin kannalta hyödyllisiin lajeihin, 2) ilmastonmuutoksen positiivinen vaikutus lajin kannalta haitallisiin lajeihin ja 3) toiminnan ajoituksen häiriintyminen vuorovaikuttavilla lajeilla. Ensimmäisessä ryhmässä laji voi ajautua paikalliseen sukupuuttoon, jos se on riippuvainen toisesta lajista, jonka populaatiota ilmastonmuutos pienentää. Tällainen tilanne on esimerkiksi, jos petoeläimen saaliseläin kärsii ilmastonmuutoksesta. Tällöin myös petoeläin kärsii epäsuorasti ilmastonmuutoksen seurauksista, vaikkei ilmastonmuutos välttämättä muuten haittaisi sitä paljoa. Vastaavia tilanteita ovat loiseläinten isäntäeläinten väheneminen, toisille lajeille elinympäristöjä luovien lajien väheneminen ja pölyttäjälajien väheneminen.

Toisessa ryhmässä ilmastonmuutos voi parantaa toisille lajeille haitallisten lajien menestymistä. Näin voi käydä esimerkiksi lajien kilpailutilanteessa toisen kilpailevan lajin hyötyessä enemmän ilmastonmuutoksesta. Saaliseläimille taas on ongelmallista, jos niitä saalistavat petoeläimet hyötyvät ilmastonmuutoksesta. Yksi tunnettu esimerkki on tautien parempi menestyminen ilmastonmuutoksen myötä. Ilmaston lämpeneminen saattaa myös helpottaa vieraslajien leviämistä paikallisten lajien kustannuksella.

Kolmannessa ryhmässä toistensa kanssa vuorovaikuttavat lajit saattavat reagoida eri tavalla ilmaston muuttumiseen. Toinen laji voi edelleen jatkaa toimintansa ajoitusta vuotuisen valosyklin mukaan, kun taas toinen laji saattaa aikaistaa toimintaansa ilmaston lämmetessä. Tällaisessa tilanteessa niiden vuorovaikutus kärsii, koska niiden aiemmin yhtäaikainen toiminta muuttuu eriaikaiseksi.

Onko sukupuuttoja jo tapahtunut?

Ilmastonmuutoksen aiheuttamista maailmanlaajuisista sukupuutoista on toistaiseksi vain hyvin vähän todisteita. International Union for Conservation of Nature (IUCN) pitää yllä lajien sukupuuttolistaa. Listan 864 lajista (vuonna 2012) vain 20 on katsottu kuolleen sukupuuttoon joko kokonaan tai osittain ilmastonmuutoksen aiheuttamana. Lisäksi näissä tapauksissa yleensä todisteaineisto, joka liittää lajin sukupuuton ilmastonmuutokseen, ei ole kovin vahvalla pohjalla.

Sen sijaan paikallisista ilmastonmuutoksen aiheuttamista sukupuutoista on runsaasti todisteita. Ilmastonmuutoksen myötä monien lajien levinneisyysalueet supistuvat ja siirtyvät, mikä aiheuttaa paikallisia sukupuuttoja. Levinneisyysalueiden muuttuminen on havaittu sadoilla lajeilla. Levinneisyysalueet muuttuvat tyypillisesti niin, että levinneisyysalueen kylmä reuna etenee uusille alueille ja lämmin reuna supistuu. Toistaiseksi kylmän reunan laajeneminen saattaa olla yleisempää kuin lämpimän reunan supistuminen, mutta lämpimän reunan supistumisestakin on paljon esimerkkejä. Juuri lajien levinneisyysalueiden lämpimällä reunalla asuvat populaatiot ovat hyviä kohteita sukupuuttojen syiden tutkimiselle. Koska levinneisyysalueiden lämpimän reunan supistumista on havaittu, tiedämme, että paikallisia sukupuuttoja on jo tapahtunut runsaasti.

Jo havaittujen sukupuuttojen syyt

Tutkimuksessa etsittiin aiempia tutkimusartikkeleita, joissa raportoidaan paikallisia sukupuuttoja ilmastonmuutokseen liittyen. Sellaisia tutkimusartikkeleita löytyi 136 kappaletta. Näistä 136 tutkimusartikkelista vain seitsemässä oli selvitetty ensisijainen syy sukupuutolle. Hieman yllättäen yksikään näistä seitsemästä ei löytänyt paikallisen sukupuuton syyksi lämpötilan sietorajan ylittymistä.

Aiemmissa tutkimusartikkeleissa on löydetty seuraavia sukupuuttojen syitä:

– Yhdysvalloista raportoitiin amerikanpiiskujäniksen (Ochotona princeps) paikallisen sukupuuton syyksi rajallinen äärilämpötilojen kestävyys.

– Värysmatoihin kuuluvan Crenobia alpinan paikallinen sukupuutto Walesissa johtui saaliseläinten vähenemisestä elinympäristönä toimineen virran lämmetessä.

– Paksusarvilampaan (Ovis canadensis) paikallinen sukupuutto Yhdysvaltojen Kaliforniassa johtui sademäärien vähenemisestä aiheutuneista muutoksista kasvillisuudessa.

– Verkkoperhosiin kuuluva Euphydryas editha bayensis koki paikallisen sukupuuton Yhdysvaltojen San Franciscossa, koska sademäärän vaihtelu kasvoi, mikä aiheutti perhoslajin toukkien ja ravintokasvin ajoituksen muuttumisen eriaikaiseksi.

– Papua-Uudesta-Guineasta hävisi tokkoihin (Gobiodon) kuuluva kalalaji, koska sen elinympäristönä ollut koralliriutta kuoli korallien haalistuttua veden lämpötilan noustessa.

– Meksikossa 48 liskolajia koki paikallisen sukupuuton, koska lämpötilan nousu vähensi niiden maan pinnalla oleiluaikaa lisääntymiskauden aikana.

– Mauritanian vuoristossa hävisi kalalajeja, koska kuivuus kuivatti niiden elinympäristönä toimineet vesistöt.

Seitsemässä tutkimusartikkelissa raportoitiin lajien populaatioiden vähemisien syitä. Ne olivat hyvin samankaltaisia kuin paikallisten sukupuuttojen syyt. Yksi tärkeä tekijä sekä paikallisissa sukupuutoissa että populaatioiden vähenemisessä näyttää olevan lajien vuorovaikutussuhteiden muuttuminen.

Muutamassa tutkimuksessa raportoitiin paikallisten sukupuuttojen johtuneen luonnollisista ilmasto-oskillaatioista. On mahdollista, että ilmaston lämpeneminen voimistaa näitä luonnollisia oskillaatioita. Myös luonnollisiin oskillaatioihin liittyen tärkeä tekijä sukupuutoissa oli lajien väliset vuorovaikutukset.

Kaksi ehkä eniten keskustelua herättänyttä ilmastonmuutokseen liittyvää sukupuuttoa ovat sammakkoeläimiä vaivaava sienitauti ja korallien haalistuminen. Molemmissa tapauksissa paikalliset sukupuutot ovat voimakkaasti yhteydessä luonnollisiin ilmasto-oskillaatioihin, mutta ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen osuus on vielä epävarma.

Tutkimuksesta on vedettävissä kolme johtopäätöstä: 1) vain harvoissa aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu sukupuuttojen ensisijaisia syitä, 2) sukupuuttojen syitä on monenlaisia (vaikkakin perimmiltään johtuvat ilmastonmuutoksesta) ja 3) lajien välisten vuorovaikutussuhteiden muuttuminen on tärkein tekijä sukupuutoissa. Aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu vain harvoin lämpötilan sietokyvyn ylittymisestä. On kuitenkin otettava huomioon, että nämä johtopäätökset perustuvat vain muutaman aiemman tutkimuksen tuloksiin. Tulokset voivat muuttua huomattavasti, kun saadaan lisää tarkempia tutkimustuloksia sukupuuttojen syistä. Lisäksi on otettava huomioon se, että ilmastonmuutos on vasta alkuvaiheissaan. Sukupuuttoja odotetaan jatkossa tapahtuvan paljon enemmän.

Tässä uudessa tutkimuksessa ei tarkasteltu lajien täydellisiä sukupuuttoja, vaan paikallisia sukupuuttoja. IUCN:n listalla on 20 lajia, joiden täydellisen sukupuuton syynä voi olla ilmastonmuutos. Näistä 20 lajista seitsemän on sammakkoeläimiä, jotka sienitauti saattoi ajaa sukupuuttoon. Ilmastonmuutoksella voi olla vaikutusta kyseisen sienitaudin menestymisessä. Listan lajeista neljä on etanoita, jotka ovat saattaneet kuolla sukupuuttoon kuivuuden seurauksena. Samaten kahden makean veden kalalajin sukupuuton syynä on voinut olla kuivuus. Myös kuudesta lintulajista kaksi on voinut hävitä kuivuuden seurauksena. Muut neljä lintulajia ovat saarilajeja ja ovat voineet hävitä myrskyjen seurauksena (ilmastonmuutos vaikuttaa myrskyjen voimakkuuteen), mutta kaikilla neljällä oli myös ilmastoon liittymättömiä uhkia, samaten kuin listan yhdellä saaressa eläneellä jyrsijälajilla. Kaikissa 20 tapauksessa sukupuuton ja ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen yhteys on epäselvä. Tämän takia näitä sukupuuttoja ei otettu mukaan tutkimukseen.

Lähde:

Abigail E. Cahill, Matthew E. Aiello-Lammens, M. Caitlin Fisher-Reid, Xia Hua, Caitlin J. Karanewsky, Hae Yeong Ryu, Gena C. Sbeglia, Fabrizio Spagnolo, John B. Waldron, Omar Warsi and John J. Wiens, How does climate change cause extinction? Proc. R. Soc. B 7 January 2013 vol. 280 no. 1750 20121890, doi: 10.1098/rspb.2012.1890. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Aiempia juttujamme aiheesta:

Ilmastonmuutos ei ehkä ollutkaan syynä kultakonnan sukupuuttoon (asiaa myös koralleista ja muista merieläimistä sekä arktisten alueiden lajeista) (8.3.2010)

Ilmastonmuutos lisää liskolajien sukupuuttoriskiä (18.5.2010)

Itä-Karibian koralliriutat ovat katoamassa (18.2.2011)

Tammikuu oli maan pohjoisosassa tavanomaista lauhempi

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Tammikuussa keskilämpötila oli maan eteläosassa vähän tavanomaista alempi, pohjoisessa korkeampi. Lumitilanne oli koko maassa lähellä tavanomaista.

Tammikuun 2013 lämpötilakartat. (Kuva: Ilmatieteen laitos)

Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan kuukauden keskilämpötila vaihteli länsirannikon runsaasta -6 asteesta Länsi-Lapin vajaaseen -11 asteeseen. Pitkäaikaiseen keskiarvoon verrattuna keskilämpötila on maan eteläosassa noin asteen verran tavanomaista alempi, kun taas maan pohjoisosassa se oli tavanomaista korkeampi. Suurin poikkeama oli Itä- ja Pohjois-Lapissa, jossa oli noin kolme astetta tavanomaista lauhempaa. Kuukauden alin lämpötila oli -36,1 astetta, ja se mitattiin Utsjoen Kevojärvellä 28. päivänä.

Kuukauden sademäärä kohosi suurimmaksi maan itäosassa ja Kainuusta Etelä-Lappiin ulottuvalla vyöhykkeellä, jossa satoi yleisesti yli 40 millimetriä, paikoin runsaat 60 millimetriä. Sen sijaan maan länsiosassa sekä Keski- ja Pohjois-Lapissa sateet jäivät vähemmälle, ja siellä sademäärä oli yleisesti 20–40 mm. Yksittäisistä havaintoasemista runsaimmin satoi Tornion Torpissa, jossa sadetta kertyi 71 mm. Vähiten eli 17 mm satoi Enontekiön Näkkälässä. Suurin vuorokautinen sademäärä 30,7 mm mitattiin Tornion Torpissa 30. päivänä.

Lunta oli kuukauden päättyessä eniten Luoteis-Lapissa, jossa sitä oli paikoin 80–90 cm. Suurin lumensyvyys 91 cm mitattiin Kittilän Kenttärovalla. Maan itäosassa lunta oli yleisesti 40–50 cm, kun taas maan länsiosassa sitä oli vähemmän eli yleisesti 20–30 cm. Länsirannikolla lunta oli paikoin alle 10 cm. Pitkäaikaiseen keskiarvoon verrattuna lumitilanne oli suurimmassa osalla lähellä tavanomaista.

Lisätietoja:

Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (3,98 e/min + pvm)
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk puh. 0600 1 0600 (3,98 e/min + pvm)
Lumitilanteen seuranta: http://ilmatieteenlaitos.fi/lumitilastot
Tammikuun säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/tammikuu

Kuopion katupölytilanne ajoittain heikompi kuin suurissa kaupungeissa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Kuopion vilkasliikenteisillä alueilla ulkoilman hiukkaspitoisuudet ovat ajoittain korkeammalla tasolla kuin suuremmissa suomalaisissa kaupungeissa.

Ilmatieteen laitoksen tekemän selvityksen mukaan Kuopiossa havaitaan vuoden korkeimmat hiukkaspitoisuudet maalis-huhtikuussa katupölyaikaan. Talven aikana kertynyt katupöly nousee ilmaan, kun lumet sulavat ja kadut kuivuvat. Katupölyä havaitaan myös loka-marraskuun vaihteessa hiekoitus- ja talvirengaskauden alettua. Muina vuodenaikoina korkeita hiukkaspitoisuuksia aiheuttavat hiukkasten kaukokulkeumat ja talvisten pakkasjaksojen tyynet sääolosuhteet. Kuopiossa korkeimmat hiukkaspitoisuudet havaitaan keskustan sijaan vilkasliikenteisellä sisääntuloväylällä.

Ilmatieteen laitos on tehnyt selvityksen, jossa arvioitiin ilmanlaadun mittaustulosten avulla Kuopion katupölytilannetta suhteessa muihin Suomen suuriin ja keskisuuriin kaupunkeihin. Selvityksessä verrattiin Kuopiossa mitattuja ulkoilman hiukkaspitoisuuksia Oulun, Tampereen, Turun, Jyväskylän, Lahden, Lappeenrannan, Vaasan ja pääkaupunkiseudun kaupunkien pitoisuuksiin. Tutkimuksessa tarkasteltiin vuosina 2000−2011 mitattuja hengitettävien hiukkasten (PM10) ja pienhiukkasten (PM2,5) pitoisuuksia, joita verrattiin ilmanlaadun ohjearvoihin ja raja-arvoihin. Kuopion ilmanlaadun mittausasemista vertailussa olivat mukana Tasavallankadun, Maaherrankadun ja Kasarmipuiston mittausasemat, joiden pitoisuuksia verrattiin muiden kaupunkien vastaavissa päästöympäristöissä sijaitseviin mittausasemiin.

Tasavallankadun hiukkaspitoisuudet ajoittain korkeampia kuin Helsingin Mannerheimintiellä

Liikenneympäristössä sijaitsevilla Tasavallankadun ja Maaherrankadun mittausasemilla hiukkaspitoisuudet ovat olleet varsinkin viimeisenä kolmena vuotena (2009−2011) korkeampia kuin vertailukaupungeissa. Kaupungin sisääntuloväylällä Tasavallankadulla hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiraja-arvotason ylitysten lukumäärä on ollut suurempi kuin Helsingin Mannerheimintiellä. Tasavallankadun hiukkaspitoisuuksia kohottavat vilkas liikenne ja suuri raskaiden ajoneuvojen osuus. Maaherrankadulla hengitettävien hiukkasten pitoisuudet ovat olleet samalla tasolla tai suurempia kuin vertailukaupungeissa. Kasarmipuiston kaupunkitausta-asemalla hiukkaspitoisuudet ovat olleet samantasoisia kuin muillakin tausta-asemilla.

Selvityksessä esiteltiin uusimpien tutkimustulosten ja muiden kaupunkien kokemuksien pohjalta tehokkaiksi osoittautuneita katupölyn vähentämismenetelmiä sekä katupölyn torjunnan kustannuksia. Tehokkaimmaksi menetelmäksi hiukkaspitoisuuksien alentamisessa on osoittautunut usein suoritettu pölynsidonta eli katujen kastelu laimealla suolaliuoksella ennen hiekoitushiekan poistoa ja tarvittaessa muulloinkin. Selvityksessä annettiin suosituksia katujen puhdistuksen tehostamiseen ja katupölyn vähentämiseen Kuopion olosuhteissa.

Tutkimuksen tilasi Ilmatieteen laitokselta Kuopion kaupungin Ympäristönsuojelupalvelut. Tutkimuksen raportti on kokonaisuudessaan saatavilla verkkosivuilla: http://www.kuopio.fi/web/ymparisto/ilmanlaaturaportit.

Lisätietoja:

Ilmatieteen laitos, Ilmanlaadun asiantuntijapalvelut:
Tutkija Birgitta Komppula, puh. 050 919 5459, birgitta.komppula@fmi.fi
Kuopion kaupungin Ympäristönsuojelupalvelut:
Ympäristönsuojelutarkastaja Erkki Pärjälä, puh. 044 718 2142, erkki.parjala@kuopio.fi