Tunkkainen tulevaisuus

Hiilidioksidipäästöt pilaavat myös sisäilman. Mitä korkeammalle tasolle ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousee, sitä vaikeammaksi raikkaan sisäilman ylläpito käy.

Rakennus on suunniteltava ja rakennettava kokonaisuutena siten, että oleskeluvyöhykkeellä saavutetaan kaikissa tavanomaisissa sääoloissa ja käyttötilanteissa terveellinen, turvallinen ja viihtyisä sisäilmasto. Hiilidioksidille annetaan rakennusmääräyksissä ohjearvoksi enintään 1200 ppm (miljoonasosaa).

Pitoisuutena 1200 ppm ei ole vaarallinen, mutta järkevä tavoite, jossa on vielä turvamarginaalia välittömästi haitallisiin pitoisuuksiin. Kohonnut hiilidioksidipitoisuus on yleensä merkki siitä, että ilmanvaihto ei toimi riittävän tehokkaasti ja muidenkin haitallisten aineiden pitoisuudet voivat olla koholla. Käytännössä luokkahuoneiden, päiväkotien ja esim. neuvotteluhuoneiden hiilidioksidipitoisuudet voivat nousta selvästi yli tuon 1200 ppm:n tason, ja aiheuttaa haittaa, kuten henkisen suorituskyvyn heikkenemistä. Mikäli tilan ilmanvaihto on erityisen huono, saattavat pitoisuudet nousta paljon korkeammalle tasolle ja aiheuttaa jo merkittävää haittaa ihmisten terveydelle ja viihtyisyydelle. Toki sisäilman laatua heikentävät monet muutkin tekijät, mutta tutkimusten mukaan myös pelkkä hiilidioksidipitoisuuden nousu aiheuttaa haittoja. Jo 1000 ppm hiilidioksidipitoisuus sisäilmassa näyttäisi heikentävän hieman henkistä suorituskykyä ja haitat kasvavat pitoisuuksien noustessa.

Sisäilman laatu pyritään pitämään hyvänä ilmanvaihdon avulla. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa hyvän sisäilman ylläpito käy jatkuvasti vaikeammaksi. Ennen teollisen vallankumouksen alkua ulkoilman hiilidioksidipitoisuus oli n. 280 ppm ja nykyisin jo n. 400 ppm. Ennusteiden mukaan tällä vuosisadalla voidaan päätyä lukemiin, jotka ovat lähellä tasoa 800 ppm ja monien arvioiden mukaan jopa yli tämän.  Näin ollen sisäilman CO2 pitoisuuden pitäminen matalalla tasolla käy vuosisadan loppuun mennessä nykymenetelmillä lähes mahdottomaksi ja tulee vaikeutumaan jo huomattavasti aiemmin.

Ilmanvaihtoa täytyy jatkuvasti tehostaa sitä mukaa, kun pitoisuusero ulkoilman ja tavoitellun sisäilman välillä pienenee.

 Luokkahuoneiden ja toimistotilojen hiilidioksidipitoisuuden pitäminen alle 1200 ppm:n tason käy huomattavasti vaikeammaksi, jos tuuletukseen käytettävän ulkoilman pitoisuus on nykyisen vajaan 400 ppm:n sijaan esimerkiksi 800 ppm. Ongelmat korostuvat silloin, kun tuuletettavan tilan lämpötila poikkeaa huomattavasti ulkolämpötilasta. Kylmänä talvipäivänä ilmanvaihtoon ja lämmitykseen tarvittavan energian määrä kasvaa, koska vaihdettavaa ja lämmitettävää ilmaa on enemmän. Ilmanvaihdon vaatimukset, energiankulutus ja kustannukset tulevat siis tulevaisuudessa nousemaan. Tiloissa, joissa on painovoimainen ilmanvaihto, käy laadukkaan sisäilman ylläpito vaikeaksi ellei mahdottomaksi.

Jos fossiilisten polttoaineiden käyttöä jatketaan nykyisellä kiihtyvällä tahdilla pitkään, nousee ilmakehän hiilidioksidipitoisuus lopulta yli 1000 ppm:n ja ulkoilmakin alkaa tuntua tunkkaiselta. On syytä korostaa, että ilmanvaihto on tarpeen monesta muustakin syystä kuin sisäilman kohonneen hiilidioksidipitoisuuden vuoksi, mutta hiilidioksidin voidaan olettaa aiheuttavan tulevaisuudessa nykyistä suurempia sisäilman laatuongelmia. Perusterveet hyväkuntoiset ihmiset sietävät todennäköisesti suurempia hiilidioksidipitoisuuksia kuin sydän- ja hengityselinsairauksista kärsivät. Sisäilman hiilidioksidipitoisuuden nousun terveysvaikutuksia ja mahdollisia tarpeita ilmanvaihtotekniikan kehittämiselle on syytä tutkia, jotta ongelman todellinen mittakaava selviää. Lisäksi olisi syytä arvioida, miten elinikäinen altistuminen korkeille hiilidioksidipitoisuuksille vaikuttaa ihmisten terveyteen.

Tunkkainen sisäilma on kuitenkin pieni ja kaukainen ongelma verrattuna ilmakehän kohonneen hiilidioksidipitoisuuden aiheuttamaan ilmastonmuutokseen ja merten happamoitumiseen. Näiden kaikkien ongelmien välttämiseksi on mahdollisimman nopeasti pyrittävä eroon fossiilisten polttoaineiden käytöstä.

Turussa 29.10.2013 Esko Pettay

Lisäys 27.10.2015. Lähdeluetteloa täydennetty. Aiheeseen liittyen on julkaistu uutta tutkimustietoa, joka tukee yllä esitettyjä päätelmiä.

Lisäys 30.11.2017. Lähdeluetteloa täydennetty. Kohonneella hiilidioksidipitoisuudella saattaa olla yhteys lihoamisen kanssa.

Lisäys 27.8.2019. Lähdeluetteloa täydennetty. Ilmanvaihtotarpeen ennakoidaan kasvavan.

Lisäys 11.5.2020. Lähdeluetteloa täydennetty.

Lähteet:

http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2012/10/17/elevated-indoor-carbon-dioxide-impairs-decision-making-performance/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548274/

http://www.finlex.fi/data/normit/34164-D2-2010_suomi_22-12-2008.pdf

http://ehp.niehs.nih.gov/wp-content/uploads/advpub/2015/10/ehp.1510037.acco.pdf

http://thinkprogress.org/climate/2015/10/26/3714853/carbon-dioxide-impair-brain/

https://www.nature.com/articles/nutd20122

https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0143624418790129

https://www.nature.com/articles/d41586-020-01134-w

 

Vuosi 2050 tulee pian ilmastopäästöjen puolittamisen kannalta?

Kansainvälisen ilmastopaneelin mukaan puolet ilmastopäästöistä tulisi leikata vuoteen 2050 mennessä. Haaste on valtava.

Tuoreen ilmastonmuutosraportin tulokset muodostavat yhä varmemman viestin päättäjille. Kansainvälisen ilmastopaneelin mukaan puolet ilmastopäästöistä tulisi leikata vuoteen 2050 mennessä. Haaste on valtava.

Historia ei ole tulevan tae, mutta se saattaa antaa osviittaa haasteiden mittasuhteista tulevaisuudessa. Historiallisia siirtymisiä energialähteestä toiseen ja niihin kuluneita ajanjaksoja tarkasteltaessa vuosi 2050 tulee nopeasti. Esimerkiksi nesteytetyn maakaasun laivauksen ensimmäisestä patentista kesti sata vuotta siihen, että kolmannes kaikesta maakaasusta myytiin nesteytettynä (BP, 2013). Maaöljyltä kesti myös lähes 100 vuotta ohittaa kivihiili tuotannossa, vaikka öljy on verrattomasti joustavampi ja energiatiheämpi raaka-aine ja energiankantaja kuin kivihiili (Smil, 2010).

Ihmiskunta on siirtynyt puuhiilestä, joka oli 1600-luvun pääasiallinen energiankantaja, eri vaiheissa kivihiileen, öljyyn ja maakaasuun. Nyt, kun ilmastonmuutoksen lisäksi parhaat fossiiliset energiankantajat on varsinkin öljyn osalta hyödynnetty, on siirtyminen takaisin uusiutuvaan energiaan ajankohtaista. Uusiutuvan energian lisäksi erilaisia ”radikaaleja” keinoja, kuten esimerkiksi talouskasvusta pidättäytymistä ja hiilidioksidin sitomista laajamittaisella ”metsittämisellä” on harkittava etenkin jos saavutettava hyöty suhteessa riskeihin on suuri. Liikenteessä sähköautot ja niiden vaatiman sähkön tuotanto esimerkiksi tuulivoimalla tai ydinvoimalla olisi tehokas keino vähentää liikenteen päästöjä. Myös öljy- ja suoran sähkölämmityksen korvaamista esimerkiksi maalämmöllä, hakkeella ja pelleteillä voisi monissa tapauksissa kannustaa investointiavustuksin tai verohelpotuksin.

Useilla suurilla siirtymillä energiankantajissa on ollut taustanaan voimakkaasti kasvava talous. Monet siirtymät energialähteissä ovat myös itsessään voimistaneet talouskasvua muun muassa energiatehokkuutta lisäämällä. Lisääntynyt energiatehokkuus on johtanut halvempaan energiaan ja sen myötä yhä uusiin sovelluksiin ja talouden kasvuun. Kivihiilikaivoksia voitiin hyödyntää vesirajan alapuolella, koska kivihiili soveltui kaivoksesta vettä poistavan pumpun voimanlähteen, höyrykoneen, polttoaineeksi. Näin kivihiilen tuotanto kasvoi. Kivihiili palaa rautamalmin pelkistysprosessissa korkeammassa lämpötilassa kuin puuhiili, mikä mahdollisti huomattavasti parempilaatuisen raudan valmistamisen. Tämä johti junaratojen laajentumiseen ja lisääntyneisiin kivihiilen kuljetuksiin sekä kestävämpien höyrykoneiden valmistukseen. Kestävämmät höyrykoneet päätyivät junien lisäksi muun muassa laivojen voimanlähteeksi. Laivat edistivät kansainvälistä kauppaa ja talouskasvua. Sähkö ja öljy puolestaan mahdollistivat autoilun, muovien valmistuksen ja massakulutusyhteiskunnan syntymisen. Siirtymiset energiankantajasta toiseen ovat kestäneet tyypillisesti sata vuotta vaikka ne ovat lisänneet talouskasvua (ks. kuva alla). Vuoteen 2050 on aikaa alle 40 vuotta, joten aikaa ei ole hukattavaksi.

Jää nähtäväksi onko laajamittaisilla alhaisten hiilidioksidipäästöjen energiamuodoilla fossiilisen energian kaltaisia positiivisia palautevaikutuksia talouteen ja löytävätkö ne fossiilisen energian tapaan yhä uusia sovelluksia. Tähän mennessä uusiutuvaa energiaa on rakennettu lähinnä fossiilisen energian päälle, ei juurikaan korvaamaan sitä, joten sen vaikutusta talouskasvuun on hankala arvioida.

Energiatehokkuuden kasvua on usein pidetty tärkeimpänä yksittäisenä toimena ilmastonmuutoksen hillinnässä. Energiatehokkuuden kasvu on hyvä asia, mikäli se johtaa energiankulutuksen laskuun. Aikaisemmin energiatehokkuuden parantuminen on kuitenkin lähes poikkeuksetta johtanut energian alhaisempaan hintaan ja sen myötä talouskasvuun ja lisääntyneeseen energiankulutukseen. Usein tehokkuuden parantuminen on avannut yleiskäyttöiselle tekniikalle uusia sovelluskohteita, jolloin markkinat ovat laajentuneet ja sen myötä kulutus ja päästöt kasvaneet.  Esimerkkinä toimii tietotekniikka. Tiedonkäsittelyn materiaalitehokkuus on miljardikertaistunut 50 vuodessa, mutta tietokoneisiin kuluvan vuotuisen materiaalin määrä on silti kasvanut materiaalitehokkuutta nopeammin, koska tietokone on löytänyt tiensä yhä useampaan tuotteeseen samalla kun tiedonkäsittelyn materiaalitehokkuus on parantunut (Smil, 2013).

Energiatehokkuuden kasvun kautta on mahdollista myös päästä aitoihin päästövähennyksiin, esimerkiksi niin, että tehostunutta energian käyttöä samalla verotetaan ankarammin.  Yksi esimerkki tällaisesta aidosta energiansäästöstä voidaan kenties kokea esimerkiksi hehku- ja halogeenilamppujen korvautuessa energiatehokkailla led-valoilla.

Historiallisista siirtymisistä energiankantajasta toiseen voimme päätellä, että vuosi 2050 tulee pian, mutta aiemmin energiankantajien valintaa ei ole toisaalta kovin voimakkaasti ohjattu poliittisin keinoin. Poliittiset ohjauskeinot on asetettava siten, että elinkeinoelämä pystyy ne ennakoimaan ja luotettavasti huomioimaan investointilaskelmissaan.

Lähteet

BP Statistical Review of World Energy 2013.

Smil, Vaclav (2010). Energy Transitions. History, Requirements, Prospects. (kirja)

Smil, Vaclav (2013).  Made in the USA: The Rise and Retreat of American Manufacturing. (kirja)

Suomi mukana merkittävässä meriliikenteen kasvihuonekaasupäästöjen selvitystyössä

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitos on mukana yhteenliittymässä, jonka tehtävänä on Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) meriliikenteen kasvihuonekaasujen päästöraportin päivittäminen.

Liikenne- ja viestintäministeriön hallinnonalaan kuuluva Ilmatieteen laitos on mukana yhteenliittymässä, jonka tehtävänä on Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) meriliikenteen kasvihuonekaasujen päästöraportin päivittäminen. Päivityksellä halutaan saada mahdollisimman tarkkaa ja ajantasaista tietoa meriliikenteen päästöistä.

Työssä kartoitetaan hiilidioksidipäästöjen (CO2) määrää vuosilta 2007–2012 ja tarkastellaan kasvihuonekaasupäästöjen määriä myös muiden rakenneosien, kuten metaanin osalta. Lisäksi työssä arvioidaan muiden haitallisten aineiden päästöt, kuten typen ja rikin oksidit, pienhiukkaset, hiilimonoksidi ja hiilivedyt.

– Suomen pääsy mukaan IMO:n kasvihuonekaasuraportin päivitystyöhön on osoitus maamme korkeasta alan osaamisesta, mistä voimme olla ylpeitä, iloitsee liikenneministeri Merja Kyllönen. – Raportin tekoon valituilla toimijoilla on kaikilla vahva tieteellinen kokemus.

Työ tehdään perustuen aluskohtaisiin teknisiin tietoihin, minkä vuoksi mallinnuksen laadunvarmistuksessa voidaan käyttää laivanvarustajien raportoimia vuosittaisia polttoaineen kulutuslukuja. Päivitystyössä käytetään muun muassa laivojen automaattisia tunnistamisjärjestelmiä ((AIS ja satelliitti-AIS) sekä pitkän kantaman tunnistamis- ja seurantajärjestelmiä (LRIT).

Suomen lisäksi raporttia työstävässä yhteenliittymässä on mukana tutkimuslaitoksia Alankomaista, Iso-Britanniasta, Japanista, Kanadasta, Kiinasta ja Yhdysvalloista. Ilmatieteen laitoksella Suomen osuutta työstä johtaa erikoistutkija, FT Jukka-Pekka Jalkanen.

Yhteenliittymän on asettanut ja raportin valmistumista valvoo IMO:n asettama ohjausryhmä, jonka jäsenet on valittu tasapainoisesti edustaen eri maanosia sekä kehittyneitä ja kehittyviä maita. Suomi on yksi Eurooppaa edustavasta neljästä jäsenestä. Suomen edustaja ohjausryhmässä on Liikenteen turvallisuusvirasto Trafin johtava asiantuntija Anita Mäkinen.

Selvityksen on tarkoitus valmistua vuoden 2014 aikana.

Lisätietoja:

Vanhempi tutkija Jukka-Pekka Jalkanen, Ilmatieteen laitos, puh. 050 919 5455 (parhaiten tavoitettavissa 24.10.)
Hallitusneuvos Lolan Eriksson, liikenne- ja viestintäministeriö, puh. 0295 34 2493
Johtava asiantuntija Anita Mäkinen, Liikenteen turvallisuusvirasto Trafi, puh. 040 162 4592

Vuoden suurimmat rakeet halkaisijaltaan pesäpallon kokoisia

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Raekausi oli tänä vuonna varsin kaksijakoinen ja lopulta keskimääräinen. Suurin osa tapauksista ja raepäivistä osui yllättäen kesäkuulle.

Kuva: Arja Honkanen.

Ilmatieteen laitoksen mukaan raepäiviä kertyi viime kesänä 47 kappaletta. Viimeisin raekausi oli tilastojen valossa varsin keskimääräinen, vaikka kesäkuun tapausmäärät olivatkin kaksinkertaiset. Kesäkuu olikin aktiivisempi kuin heinä- ja elokuu yhteensä. Heinäkuun alun jälkeen rakeita satoi poikkeuksellisen vähän. Eniten raehavaintoja tehtiin maan länsiosassa.

Raekuurojen aiheuttamat vahingot olivat varsin pienialaisia ja yksittäisiä. Huhtikuun lopun ja syyskuun välisenä aikana raetapauksia havaittiin yhteensä 291 kappaletta, kun kesällä 2012 tapauksia kertyi vajaa 250 ja kesällä 2011 noin 300 kappaletta. Suurien rakeiden havaintoja kertyi 52 kappaletta.

Suuria rakeita satoi 15 päivänä

Kesän aikana raehavaintoja kertyi eri lähteistä 291 kappaletta. Suuria eli halkaisijaltaan yli kahden sentin kokoisia rakeita havaittiin 1.6.–13.8. välisenä aikana 15 eri päivänä, kun niitä vuotta aiemmin kirjattiin vain 6 päivänä. Suurimmat havaitut rakeet olivat noin 7,0 senttimetrin eli noin pesäpallon kokoisia ja ne havaittiin Oulun pohjoispuolella, Iin Illinsaaressa 30. kesäkuuta.

– Lämmin ja kostea kesäkuu oli otollinen voimakkaille nousuvirtauksille ja sitä kautta myös rajuille ukkosille sekä suurille rakeille. Kesäkuu oli ennätyksellisen vilkas vuodesta 2007 alkaneen tiiviimmän seurantajakson aikana. Toisaalta vastaavanlaista hiipumista ei ole koettu aiemmin heinä- ja elokuun aikana, Ilmatieteen laitoksen meteorologi Jari Tuovinen sanoo.

Ilmatieteen laitos jatkoi tiivistä yhteistyötään myrskybongareiden kanssa raehavainnoin keruun osalta. Lumiraetapauksia ei kirjata tietokantaan, koska ne poikkeavat monin tavoin jäärakeista eivätkä aiheuta vahinkoa. Kaikki esitetyt luvut kuvaavat siis vain jääraetapauksia ja päiviä, jolloin jäärakeita on satanut.

Kesäkuu ennätysvilkas

Raekausi käynnistyi jo ennen vappua, kun 27. huhtikuuta maan keskiosaan kehittyi yksittäisiä raekuuroja. Käytännössä raekausi käynnistyi kunnolla sään lämpenemisen yhteydessä toukokuun 17. ja 18. päivänä, jolloin rakeita satoi Lounais-Suomessa. Rakeita havaittiin toukokuussa 7 eri päivänä.

Kesäkuu oli ylivoimaisesti kesän vilkkain raekuukausi. Itse asiassa jaksolla 31.5.–10.6. havaittiin rakeita joka päivä jossakin päin Suomea. Toistaiseksi näin pitkää, 11 päivän mittaista, raejaksoa ei ole aiemmin havaittu.

Kesän ensimmäiset suuret rakeet havaittiin lakkiaislauantaina 1.6. ja tuolloin 2 senttimetrin kokoisia rakeita satoi Sastamalan Suodenniemellä sekä Rovaniemellä. Tästä eteenpäin kesäkuun raekuurot painottuivat selvästi maan länsiosaan. Niinpä 2.6. melko kookkaita rakeita ihmeteltiin jo Kauhajoella, mutta lisää oli tiedossa. Tiistaina 4.6. suuria rakeita satoi monin paikoin. Jokioisilla, Punkalaitumella, Valkeakoskella ja Siikaisilla raekoko ylsi 3–4 cm tehden paikallista vahinkoa rikkomalla valokatteita ja tekemällä lommoja autojen peltipintaan. Seuraavana päivänä kesäkuun 5. päivä 3 cm rakeita satoi Sastamalassa, Karijoella, Kurikassa ja Ilmajoella. Torstaina 6.6. raeaktiivisuus siirtyi Lounais-Suomeen (mm. Salo ja Vampula) ja perjantaina 7.6. mm. Kangasalan Luopioisen raekuuro oli melko voimakas.

Sunnuntain 9.6. raekuuroja esiintyi Kaakkois-Suomessa ja Savossa sekä Oulun eteläpuolella. Lopulta vielä maanantaina 10.6. raesateet koettelivat Pirkanmaata ja Hämettä. Lempäälässä rakeita satoi 20–30 minuutin ajan saaden maan täysin valkeaksi. Myös Hämeenlinnan, Lammin, Tuuloksen ja Vääksyn seuduilla rakeita tuli runsaasti. Vaajakoskella 17.6. havaittiin illan suussa yli 4 cm kokoisia rakeita.

Kuukauden loppuun osui vielä kaksi voimakasta raepäivää. Torstaina 27.6. Alavudella, Kangasalalla sekä Asikkalassa satoi suuria rakeita ja 30. päivän aamuna Iin yli liikkui kesän voimakkain havaittu raekuuro, jossa suurimmat rakeet olivat halkaisijaltaan peräti 7,0 cm. Rakeita satoi kesäkuussa 18 eri päivänä, joista suuria rakeita esiintyi peräti 11 päivänä.

Raekausi alkoi hiipua jo heinäkuun aikana

Heinäkuu oli poikkeuksellisen vähärakeinen. Tapaukset painottuivat maan keskiosaan sekä Pohjois-Pohjanmaalle. Heinäkuussa oli käytännössä vain yksi voimakkaampi raepäivä, 26.7. Lounaassa rakeet tulivat rankkasateiden yhteydessä aiheuttaen äkkitulvia. Ainakin Karjaalla, Salossa ja Pellossa rakeet olivat suuria, halkaisijaltaan 2,5–4 senttimetriä.

Elokuu oli heinäkuun tavoin hyvin hiljainen rakeiden osalta. Suurin osa tapauksista osui 11. ja 13. päivien väliseen aikaan. Elokuun 13. päivän raekuuro Vaasan Mustasaaressa oli voimakas ja suurimmat rakeet 2,5 cm kokoisia. Heinäkuussa rakeita satoi 10 päivänä, elokuussa raehavaintoja tehtiin seitsemänä päivänä. Suuria rakeita satoi heinä- ja elokuussa yhteensä neljänä päivänä.

Syyskuussa kuiva ja melko lämmin suursäätila jatkui eikä kuurosateita juurikaan esiintynyt. Syyskuussa raepäiviä oli enää 3 kappaletta.

Lisätietoja:

Meteorologi Jari Tuovinen, jari.tuovinen@fmi.fi puh. 029 539 3463

http://ilmatieteenlaitos.fi/rakeet

Talven 2013-2014 sääennuste

Viiden kansainvälisen tutkimuslaitoksen pitkän aikavälin sääennusteissa eli vuodenaikaisennusteissa Suomen talvi 2013-2014 näyttää hyvin tavanomaiselta. Marraskuu voi kuitenkin olla tavanomaista lämpimämpi. Joulu-tammikuussa itätuulet voivat ajoittain tuoda maahamme tavanomaista kylmempää säätä, vaikka kuukausien keskimääräiset lämpötilat vaikuttavatkin olevan lähellä tavanomaisia lukemia.

© Scanrail – Fotolia.com

ECMWF: pohjoisessa lämmintä, muualla tavanomainen talvi

Euroopan keskipitkien ennusteiden keskuksen (ECMWF) vuodenaikaisennusteen mukaan marras-tammikuun jakso vaikuttaa Suomessa sekä lämpötiloiltaan että sademääriltään tavanomaiselta, paitsi Pohjois-Lapissa voi olla tavanomaista lämpimämpää.

Suomen Ilmatieteen laitoksen meteorologi kuitenkin tulkitsee (11.10.2013) ECMWF:n ilmanpaine-ennustetta siten, että Etelä- ja Keski-Suomeen pääsisi ehkä virtaamaan kylmää ilmaa idästä. Tämä voisi enteillä tavanomaista kylmempää talvea.

Venäjän ilmatieteen laitos: lämmin ja sateinen talvi

Venäjän ilmatieteen laitos ennustaa marras-tammikuun jaksolle koko Suomeen tavanomaista lämpimämpää ja sateisempaa.

NOAA/NWS: marraskuu lämmin, muuten tavanomaisia talvilämpötiloja

Yhdysvaltalainen NOAA/NWS arvioi kolmen kuukauden jaksojen lämpötilaennusteissaan (marras-tammikuu, joulu-helmikuu, tammi-maaliskuu) koko Suomen olevan lämpötiloiltaan lähellä tavanomaista. Ensimmäisellä kolmen kuukauden jaksolla marraskuusta tammikuuhun on kuitenkin olemassa mahdollisuus tavanomaista korkeampiin lämpötiloihin.

Lämpötilojen kuukausittaisessa tarkastelussa marraskuu on ennusteen mukaan Suomessa 0,5-2,0 astetta tavanomaista lämpimämpi. Joulu-, tammi- ja helmikuussa ollaan lähellä tavanomaisia lukemia. On kuitenkin syytä huomata, että joulu- ja tammikuussa meitä lähellä Venäjän puolella (ja osin myös Keski-Euroopan pohjoisosissa) näyttäisi olevan 0,5-2,0 astetta tavanomaista kylmempää, joten kylmä ilma voi ajoittain yltää myös meille. Maaliskuu näyttäisi olevan paikoitellen myös Suomessa hieman tavanomaista viileämpi.

Sademäärien kuukausittaisessa tarkastelussa joulukuu näyttäisi olevan tavanomaista kuivempi ja helmikuu ehkä sateisempi. Muiden kuukausien sademäärät ovat tavanomaisia.

IRI: lämpötilat ja sademäärät tavanomaisia, marraskuu ehkä lämmin

IRI:n (International Research Institute for Climate and Society) mukaan marras-, joulu- ja tammikuun jaksolla normaalia lämpimämmän sään todennäköisyys Suomessa on 40 %, normaalin 35 % ja normaalia kylmemmän 25 %. Aivan pohjoisimmassa Suomessa on vielä hieman suurempi todennäköisyys lämpimään säähän. Joulu-helmikuun jaksolla ja samoin tammi-maaliskuun jaksolla ollaan hyvin lähellä tavanomaisia lukemia. Tämä siis ennakoi sitä, että erityisesti marraskuu vaikuttaisi olevan lämmin. Sademäärät näyttävät tavanomaisilta koko talven ajan.

WSI: marraskuussa lämmintä, joulukuussa kylmää

Kaupallinen WSI (Weather Services International) ennustaa Suomen olevan marraskuussa tavanomaista lämpimämpi ja joulukuussa tavanomaista kylmempi.

Voiko sään vuodenaikaisennusteisiin luottaa?

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

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

Nämä vuodenaikaisennusteetkin ovat sääennusteita, eivät ilmastoennusteita. Säähän pääsevät hetkelliset tekijät vaikuttamaan voimakkaastikin, toisin kuin ilmastoon, joka on pitkän aikavälin keskiarvo. Vaikka vuodenaikaisennusteet pitäisivätkin paikkansa, on huomattava, että ne ovat vain useamman kuukauden ajalle ennustettuja keskiarvoja. Ne eivät kerro esimerkiksi sitä, milloin sataa ensilumi. Ensilumen ajankohdista kannattaa katsoa Ilmatieteen laitoksen tilastoja ja havaintoja.

Jos vuodenaikaisennuste ennustaa talvesta keskimääräistä lämpimämpää, tämä voi tarkoittaa esimerkiksi joko 1) sitä, että koko talvi on hieman tavanomaista lämpimämpi tai 2) sitä, että talvilämpötilat ovat suurimmat osan ajasta aivan normaaleja (vähän alle tai vähän yli tavanomaisen), mutta jossakin vaiheessa on erityisen lämmintä.

Lisäksi täytyy huomata, että eri sääennusteissa käytetään erilaisia vertailujaksoja, kun verrataan lämpötiloja tavanomaisiin. Maailman meteorologisen järjestön (WMO) virallinen ilmastotieteen vertailukausi on 1961-1990, kun taas esimerkiksi Suomen Ilmatieteen laitos käyttää sääennusteissaan hieman lämpimämpää vertailukautta 1981-2010.

Myös tässä blogikirjoituksessa esitettyjen vuodenaikaisennusteiden vertailukausi on 1981-2010, paitsi Venäjän ilmatieteen laitoksella 1971-2010.

Väitös: Biomassan palamisella ajoittain huomattava vaikutus pääkaupunkiseudun pienhiukkasmääriin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Väitös käsittelee biomassan palamisesta peräisin olevien pienhiukkasten kemiallista määrittämistä.

Kuva: Karri Saarnio, Ilmatieteen laitos.

Tutkija Karri Saarnion väitöskirjassa havaittiin puunpolton olevan ajoittain tärkein yksittäinen päästölähde pääkaupunkiseudun pientaloalueilla. Yleinen kiinnostus biomassan palamista kohtaan on kasvanut viime aikoina. Kiinnostuksen kasvun taustalla on tarve vähentää fossiilisten polttoaineiden aiheuttamia hiilidioksidipäästöjä, sillä biomassaa pidetään hiilidioksidipäästöjen suhteen neutraalina polttoaineena. Biomassan palaminen on kuitenkin yksi merkittävimmistä pienhiukkaslähteistä niin paikallisella tasolla kuin maailmanlaajuisestikin. Sen lisäksi että biomassaa poltetaan lämpöenergian tuottamiseksi, syntyy biomassan palamisen päästöjä myös mm. kulotuksista ja metsäpaloista. On olennaista tietää, millaisia vaikutuksia biomassan palamisella on ilmastoon sekä paikalliselle ilmanlaadulle ja sitä kautta ihmisten terveydelle. Pienhiukkasten kemiallisella koostumuksella on huomattava merkitys näihin vaikutuksiin.

Puun pienpoltto ja metsäpalot merkittäviä pienhiukkaslähteitä

Väitöstyössä havaittiin, että puunpoltolla on merkittävä osuus ilmakehän pienhiukkaspitoisuuksiin pääkaupunkiseudulla kylmänä vuodenaikana. Erityisesti pientalovaltaisilla alueilla paikallisten puunpolton päästöjen osuus oli ajoittain huomattavan suuri. Puunpoltosta peräisin olevien pääkaupunkiseudulle joko alueellisesti levinneiden tai kaukokulkeutuneiden pienhiukkasten osuus oli huomattava sekä pientalo- että kaupunkikeskusalueilla.

Puunpolton hiukkaspäästöjen lisäksi Venäjältä ja Baltiasta kulkeutuneet metsäpalo- ja kulotussavut heikensivät ajoittain ilmanlaatua Helsingissä, erityisesti lämpimän kauden aikana. Väitöstyön tavoitteena oli selvittää laaja-alaisesti biomassan palamisesta peräisin olevien pienhiukkasten kemiallista koostumusta sekä biomassan palamisen vaikutusta ilmakehän pienhiukkaspitoisuuksiin. Väitöskirjan aineisto perustuu hiukkasmittauksiin, joita tehtiin kuudessa Euroopan maassa 12:lla eri mittauspaikalla vuosien 2002–2011 aikana. Lisäksi tutkimukseen kuului laboratoriossa tehtyjä puunpolttokokeita.

Väitöskirja keskittyy erilaisissa biomassan palamistapahtumissa syntyneiden pienhiukkasten pitoisuuden, kemiallisen koostumuksen, kokojakaumien sekä lähteiden tarkasteluun Pohjois-Euroopan boreaalisella vyöhykkeellä. Työn erityisenä painopisteenä oli näytteenkeräys- ja analyysimenetelmien kehittäminen lähdespesifisille merkkiaineille, jotta lähteen tunnistus voidaan suorittaa luotettavasti ja hyvällä aikaresoluutiolla ilmakehän pienhiukkasista. Kasvibiomassan palamisessa muodostuvat anhydrosokerit (levoglukosaani, mannosaani ja galaktosaani) olivat eniten käytetyt merkkiaineet tässä väitöskirjassa.

Tutkija Karri Saarnio on syntynyt vuonna 1977 Lappeenrannassa. Hän on kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1996 Joutsenon lukiosta ja suorittanut maisterin tutkinnon kemiasta vuonna 2003 Helsingin yliopistossa. Hän väittelee 18.10.2013 kello 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta ”Chemical characterisation of fine particles from biomass burning”. Väitös kuuluu analyyttisen kemian alaan. Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Chemicum, auditorio A129, A. I. Virtasen aukio 1, Helsinki. Vastaväittäjänä on professori Magda Claeys Antwerpenin yliopistosta Belgiasta ja kustoksena professori Marja-Liisa Riekkola.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Finnish Meteorological Institute Contributions.

Lisätietoja:

tutkija Karri Saarnio, puh. 029 539 5521, karri.saarnio@fmi.fi

Jäätiköt sulavat!

Uusien tutkimusten mukaan jäätiköt eri puolilla maapalloa jatkavat sulamistaan. Vain harvassa paikassa jäätiköiden massa lisääntyy talvisten sademäärien lisääntymisen vuoksi. Monessa tutkimuksessa kerrotaan lisäksi viimeaikaisesta kiihtymisestä jään vähenemisessä.

Maapallon jäätiköt ja ilmasto ovat nykyään epätasapainossa. Jäätiköt ohenevat ja vetäytyvät menettäen jäämassaansa hakiessaan uutta tasapainoa ilmaston kanssa. Mernild ja muut ovat selvittäneet jäätikköjen tilannetta maailmanlaajuisesti. Tutkimuksessa oli mukana 144 jäätikköä eri puolilta maapalloa. Tutkimuksen tuloksien perusteella jäätiköt ovat kauempana tasapainotilasta kuin aiemmin on luultu. Jäätiköiden arvioidaan menettävän vielä 32 prosenttia pinta-alastaan ja 38 prosenttia tilavuudestaan, jos ilmasto jatkuisi samanlaisena kuin viimeisen kymmenen vuoden aikana (eikä lämpenisi enempää).

Viime aikoina on ilmestynyt paljon paikallisia tutkimuksia jäätiköiden nykytilanteesta. Tässä esitellään joitakin tutkimuksia eri puolilta maapalloa.

Norja

Vain pientä osaa Norjan jäätikköpinta-alasta (alle 15 prosenttia) on seurattu massatasapainon osalta ja useimmiten vain lyhyen aikaa (alle 10 vuotta). Engelhardt ja muut ovat arvioineet Norjan jäätiköiden massatasapainoa mallintamalla tilannetta lämpötila- ja sademäärähavaintojen avulla. Mallinnuksen tuloksien perusteella jäätiköiden talviaikainen jäämassa kasvoi vuosien 1961 ja 2000 välillä. Sen jälkeen sekä talven että kesän aikainen jäämassa on vähentynyt merkittävästi. Vuotuinen jäämassa on vähentynyt vuoden 2000 jälkeen. Tätä edeltäneinä neljänä vuosikymmenenä vuotuinen jäämassa joko pysyi samana tai lisääntyi.

Islanti

Islannissa jäätiköt ovat erityisen herkkiä ilmaston muuttumiselle. Suurin osa Islannin jäätiköistä on vetäytynyt vuodesta 1990 lähtien ja melkein kaikki vuodesta 1995 lähtien. Bradwell ja muut ovat arvioineet Virkisjökull–Falljökull -jäätikön vetäytymishistoriaa mittausten ja valokuvien avulla.

Tutkimuksen tuloksien perusteella jäätikkö vetäytyi vuosien 1935 ja 1945 välillä nopeammin kuin vuosien 1990 ja 2004 välillä. Kummankin jakson aikana jäätikön vetäytyminen on yhdistettävissä kesälämpötiloihin. Vuodesta 2005 alkaen jäätikön vetäytymisnopeus on kuitenkin kasvanut huomattavasti. Vetäytymisnopeus on ollut vuoden 2005 jälkeen keskimäärin 35 metriä vuodessa. Viimeisen viiden vuoden aikana jäätikkö on vetäytynyt nopeammin (noin 190 metriä viiden vuoden aikana) kuin koskaan mittausten alettua vuonna 1932.

Alpit

Braithwaite ja muut ovat arvioineet kahdeksan jäätikön massatasapainoa Euroopan Alpeilla. Tutkimuksessa verrattiin ajanjaksojen 1961-1990 ja 1991-2010 tilannetta toisiinsa. Vuosien 1961 ja 1990 välillä massatasapaino ei muuttunut merkittävästi kyseisillä kahdeksalla jäätiköllä. Vuosien 1991 ja 2010 välillä massatasapaino oli hyvin negatiivinen (negatiivinen massatasapainon arvo tarkoittaa jäämassan menetystä). Vuonna 2003, jolloin Euroopassa oli hyvin helteinen kesä, massatasapaino oli erittäin negatiivinen. Läntiset jäätiköt näyttivät olevan herkempiä lämpötilan muutoksille kuin itäiset jäätiköt.

Rabatel ja muut ovat mitanneet Länsi-Alpeilta tasapainolinjan (raja, jonka kohdalla jäätikön sulaminen ja uuden jään muodostuminen ovat yhtä suuria) muutoksia 43 jäätiköltä vuosien 1984 ja 2010 välillä. Tuona aikana jäätiköiden tasapainolinja nousi keskimäärin noin 170 metriä korkeammalle. Samaan aikaan lämpösumma kasvoi 3000 metrin korkeudella, mutta sademäärät eivät juurikaan muuttuneet.

Bonanno ja muut ovat tarkastelleet useiden jäätiköiden alareunan vaihteluita Italian Alppien luoteisosissa viimeisen 50 vuoden ajalta. Keskimäärin jäätiköiden alareuna on vetäytynyt, mutta vuosien 1970 ja 1990 välillä jäätiköt etenivät. Jäätiköiden alareunan muutoksiin vaikuttavat eniten kesälämpötilan ja talven sademäärien muutokset. Jäätiköt reagoivat muutoksiin viiveellä siten, että kesälämpötilan muutokset vaikuttavat viiden ja talvisateiden muutokset kymmenen vuoden viiveellä. Jäätiköt ovat siis yleisesti vetäytymässä ja vetäytyminen näyttää lisäksi olevan kiihtymässä. Alareunan vetäytymisen arvioidaan olevan 300-400 metriä vuonna 2050 nykyiseen sijaintiin verrattuna.

Grönlanti

Grönlannin jäätikön massatasapainoa on viime aikoina arvioitu Grace-satelliitista tehtyjen painovoimamittauksien avulla. Itävaltalainen tutkija Oliver Baur on julkaissut tutkimuksen, jossa Grönlannin massatasapainoa arvioidaan Champ-satelliitista tehdyistä painovoimamittauksista vuosien 2003 ja 2009 välillä. Champ-satelliitin mittauksista Grönlannin jäätikön arvioitiin menettäneen noin 246 miljardia tonnia jäätä per vuosi. Grace-satelliitin mittauksista saatu arvio on noin 223 miljardia tonnia jäätä per vuosi. Arviot ovat melko lähellä toisiaan, joten arvioiden on syytä uskoa olevan päteviä. Grönlannin jäätikön massahävikki näyttää tapahtuvan erityisesti jäätikön reunoilla, mikä on melko odotettu tulos.

Barletta ja muut ovat arvioineet Grönlannin massatasapainoa Grace-satelliitista tehtyjen painovoimamittauksien avulla. He keskittyivät tutkimuksessaan Grace-mittausten epävarmuuksiin ja tarvittaviin korjauksiin. Heidän arvionsa Grönlannin massatasapainoksi vuosien 2003-2011 välillä on -234 miljardia tonnia per vuosi. Arvio on hyvin lähellä Baurin arviota. Lisäksi havaittiin, että viimeisen neljän vuoden aikana massahävikki on kasvanut. Barletta ja muut arvioivat myös Antarktiksen massatasapainon, jonka käsittelemme Antarktiksen yhteydessä.

Antarktis

Sasgen ja muut ovat arvioineet Antarktiksen massatasapainoa Grace-satelliitista tehtyjen painovoimamittauksien avulla vuosien 2003 ja 2012 välillä. Tutkimuksessa parannettiin maankohoamisen tai -vajoamisen arviointimenetelmiä, joiden avulla todellinen jäämassan muutos voidaan erottaa mittaussarjoista. Heidän arvionsa Antarktiksen jäähävikiksi on pienempi kuin aiemmat Grace-mittauksiin perustuneet arviot. Antarktiksen jäätikön massatasapainoksi arvioitiin -114 miljardia tonnia per vuosi. Itä-Antarktikselle arvioitiin massatasapainoksi 26 miljardia tonnia per vuosi, mikä tarkoittaa, että Itä-Antarktiksen alueella jäätikön jäämassa on kasvanut.

Jo Grönlannin yhteydessä mainitut Barletta ja muut arvioivat myös Antarktiksen massatasapainon. Heidän arvionsa mukaan Antarktiksen jäätikön massatasapaino vuosien 2003 ja 2011 välillä oli -83 miljardia tonnia per vuosi. Länsi-Antarktiksen massatasapainoksi arvioitiin -111 miljardia tonnia per vuosi. Viimeisen neljän vuoden aikana massahävikki on kasvanut. Itä-Antarktiksella jäämassa oli kasvanut noin 52 miljardia tonnia per vuosi. Barletan ja muiden arvio Antarktiksen jäätikön massatasapainosta on hyvin yhteensopiva Sasgenin ja muiden arvion kanssa.

Dutrieux ja muut ovat tutkineet Länsi-Antarktiksella sijaitsevaa Pine Islandin jäätikköä, jonka kautta suurin osa Länsi-Antarktiksen jäämassan hävikistä tapahtuu. Pine Islandin jäätikkö on ohentunut ainakin vuodesta 1992 lähtien. Dutrieux ja muut mittasivat jäätikön jäänvirtausnopeuksia, joiden avulla arvioitiin jäätikön vuosittain menettämän jään tilavuutta. Suurimmat jäätiköltä mitatut jään virtausnopeudet olivat 100 metriä vuodessa. Vuosien 2008 ja 2011 välillä jäähävikiksi arvioitiin 87 kuutiokilometriä per vuosi. Tämä arvio on yhteensopiva aiempien arvioiden kanssa.

Peru

Burns ja Nolin ovat arvioineet Perun Cordillera Blancan alueen jäätiköiden pinta-alan muutosta käyttäen satelliittikuvia. Elokuussa 2010 alueen jäätiköiden kattama pinta-ala oli 482 neliökilometriä, mikä on 25 prosenttia vähemmän kuin vuonna 1987. Alueen eteläosissa, jossa jäätiköiden korkeus merenpinnasta on keskimäärin pienempi, pinta-ala väheni nopeammin kuin alueen pohjoisosissa. Pinta-alan muutos näyttää olevan kiihtymässä. Vuosien 2004 ja 2010 välillä pinta-ala väheni noin 3,5 kertaa nopeammin kuin vuosien 1970 ja 2003 välillä.

Aasia

Zhang ja muut ovat analysoineet Tianshanin vuoristossa (Kirgisian ja Kiinan rajalla) sijaitsevan Urumqi No. 1 -jäätikköä, jota on seurattu vuodesta 1959 alkaen. Jäätikön massatasapaino on vähentynyt nopeasti vuoden 1959 jälkeen, tasapainolinja on siirtynyt selvästi korkeammalle ja jäätikön alareuna on vetäytynyt ilmaston muuttuessa. Massatasapainon väheneminen vastaa jäätikön 16,5 metrin ohenemista (keskimäärin 0,32 metriä per vuosi). Tasapainolinja sijaitsi keskimäärin 4067 metrin korkeudella merenpinnasta ja tasapainolinja on siirtynyt ylemmäs noin 90 metriä. Jäätikön alareuna vetäytyi 199 metriä itähaarassa ja 241 metriä länsihaarassa. Massatasapainon muutoksia ohjasi pääasiassa kesäaikaisten lämpötilojen nousu.

Puyu ja muut ovat selvitelleet kuuden Tianshanin vuoristossa sijaitsevan jäätikön tilannetta viimeisen 50 vuoden aikana. Kaikki kuusi jäätikköä kutistuivat jatkuvasti. Eniten ja kiihtyen pieneni Qingbingtan No. 72, jonka alareuna vetäytyi 41 metriä vuodessa ja pinta-ala väheni 21,5 prosentilla vuosien 1964 ja 2009 välillä. Alueen jäätiköt näyttävät menettävän massaansa lämpenevän ilmaston myötä.

Gardelle ja muut ovat arvioineet jäätiköiden muutoksia Pamirin, Karakoramin ja Himalajan alueella. Viimeisen vuosikymmenen aikana Keski-Himalajan jäätiköt ovat menettäneet massaansa jonkin verran. Länsi-Himalajan jäätiköt ovat menettäneet massaansa enemmän. Karakoramin alueelta on hiljattain raportoitu jäätiköiden kasvattavan massaansa ja tässä uudessa tutkimuksessa tämä havaittiin myös, mutta lisäksi Pamirin alueella havaittiin jäätiköiden kasvattavan massaansa. Koko tutkittavan alueen jäätiköt ovat keskimäärin kuitenkin menettämässä massaansa, mutta noin kaksi tai kolme kertaa hitaammin kuin maapallon jäätiköt keskimäärin.

Zu ja muut ovat selvitelleet jäätiköiden ja jäätikköjärvien muutoksia Tiibetin ylängön keskiosissa. Viimeisen neljänkymmenen vuoden aikana havaittiin huomattavasti muutoksia alueen lämpötilan ja sademäärien noustessa. Jäätiköt vetäytyivät, järvien pinta nousi ja jäätikköjärvien lukumäärä kasvoi. Vuosien 1977 ja 2010 välillä jäätiköt pinta-ala pieneni 22 prosenttia ja jäätiköiden kutistuminen kiihtyi viimeisen vuosikymmenen aikana. Tarkastelun alla olevat jäätiköt ohenivat keskimäärin 4,48 metriä vuosien 2004 ja 2008 välillä (1,12 metriä per vuosi). Vuosien 1972 ja 2009 välillä syntyi 150 uutta jäätikköjärveä. Jäätikköjärvien pinta-ala kasvoi 173 prosenttia. Samaan aikaan Tiibetin suurimman suolajärven pinta-ala kasvoi 4,13 prosenttia (noin 80 neliökilometriä). Ilmastonmuutoksella näyttää siis olevan voimakas vaikutus Tiibetin ylängön jäätiköihin ja jäätikköjärviin.

Barr ja Solomina ovat tarkastelleet Kamtšatkan niemimaan jäätiköiden muutoksia menneinä aikoina. Nykyajan tilanteesta he toteavat, että Pienen jääkauden jälkeen niemimaan jäätiköt ovat vetäytyneet yleisesti ja että viime vuosikymmeninä jäätiköiden massahävikki on kiihtynyt.

Lähteet:

Barletta, V. R., Sørensen, L. S., and Forsberg, R.: Scatter of mass changes estimates at basin scale for Greenland and Antarctica, The Cryosphere, 7, 1411-1432, doi:10.5194/tc-7-1411-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Iestyn D. Barr, Olga Solomina, Pleistocene and Holocene glacier fluctuations upon the Kamchatka Peninsula, Global and Planetary Change, http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.08.005. [tiivistelmä]

O. Baur, Greenland mass variation from time-variable gravity in the absence of GRACE, Geophysical Research Letters, Volume 40, Issue 16, pages 4289–4293, 28 August 2013, DOI: 10.1002/grl.50881. [tiivistelmä]

Riccardo Bonanno, Christian Ronchi, Barbara Cagnazzi, Antonello Provenzale, Glacier response to current climate change and future scenarios in the northwestern Italian Alps, Regional Environmental Change, August 2013, DOI: 10.1007/s10113-013-0523-6. [tiivistelmä]

Tom Bradwell, Oddur Sigurđsson, Jez Everest, Recent, very rapid retreat of a temperate glacier in SE Iceland, Boreas, Volume 42, Issue 4, pages 959–973, October 2013, DOI: 10.1111/bor.12014. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Braithwaite, Roger J.; Raper, Sarah C.B.; Candela, Romain, Recent changes (1991–2010) in glacier mass balance and air temperature in the European Alps, Annals of Glaciology, Volume 54, Number 63, July 2013 , pp. 139-146(8), DOI: http://dx.doi.org/10.3189/2013AoG63A285. [tiivistelmä]

Patrick Burns, Anne Nolin, Glacier area in the Cordillera Blanca, Peru decreased by 25% from 1987 to 2010, Remote Sensing of Environment, Volume 140, January 2014, Pages 165–178, http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2013.08.026. [tiivistelmä ja koko artikkeli]

Dutrieux, P., Vaughan, D. G., Corr, H. F. J., Jenkins, A., Holland, P. R., Joughin, I., and Fleming, A. H.: Pine Island glacier ice shelf melt distributed at kilometre scales, The Cryosphere, 7, 1543-1555, doi:10.5194/tc-7-1543-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Engelhardt, Markus; Schuler, Thomas V.; Andreassen, Liss M., Glacier mass balance of Norway 1961–2010 calculated by a temperature-index model, Annals of Glaciology, Volume 54, Number 63, July 2013 , pp. 32-40(9), DOI: http://dx.doi.org/10.3189/2013AoG63A245. [tiivistelmä]

Gardelle, J., Berthier, E., Arnaud, Y., and Kääb, A.: Region-wide glacier mass balances over the Pamir-Karakoram-Himalaya during 1999–2011, The Cryosphere, 7, 1263-1286, doi:10.5194/tc-7-1263-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Mernild, S. H., Lipscomb, W. H., Bahr, D. B., Radić, V., and Zemp, M.: Global glacier changes: a revised assessment of committed mass losses and sampling uncertainties, The Cryosphere, 7, 1565-1577, doi:10.5194/tc-7-1565-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Wang Puyu, Li Zhongqin, Wang Wenbin, Li Huilin, Zhou Ping, Jin Shuang, Quaternary International, Volume 311, 17 October 2013, Pages 123–131, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2013.04.031. [tiivistelmä]

Rabatel, A., Letréguilly, A., Dedieu, J.-P., and Eckert, N.: Changes in glacier equilibrium-line altitude in the western Alps from 1984 to 2010: evaluation by remote sensing and modeling of the morpho-topographic and climate controls, The Cryosphere, 7, 1455-1471, doi:10.5194/tc-7-1455-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Sasgen, I., Konrad, H., Ivins, E. R., Van den Broeke, M. R., Bamber, J. L., Martinec, Z., and Klemann, V.: Antarctic ice-mass balance 2003 to 2012: regional reanalysis of GRACE satellite gravimetry measurements with improved estimate of glacial-isostatic adjustment based on GPS uplift rates, The Cryosphere, 7, 1499-1512, doi:10.5194/tc-7-1499-2013, 2013. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Wang Xu, Siegert Florian, Zhou Ai-guo, Franke Jonas, Glacier and glacial lakes changes and their relationship in the context of climate change, Central Tibetan Plateau 1972–2010, Global and Planetary Change, http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.09.011. [tiivistelmä]

Guofei Zhang, Zhongqin Li, Wenbin Wang, Weidong Wang, Rapid decrease of observed mass balance in the Urumqi Glacier No. 1, Tianshan Mountains, central Asia, Quaternary International, http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2013.08.035. [tiivistelmä]

Aiempia kirjoituksiani aiheesta:

Jäätiköiden tutkimusmenetelmät tarkentuvat (4.1.2012)
Jäätiköt kasvoivat keskiajan lämpökaudella (3.3.2011)
Antarktiksen jäätiköiden menneisyyden tutkimuksia (7.2.2011)
Uusi sulamisennätys Grönlannin jäätiköllä (24.1.2011)
Tutkakuvia Grönlannin jäätikön virtauksesta (7.1.2011)
Norjan katoava jäätikkö (9.5.2010)

Emäkset tuottavat pilvipisaroita jo tuhannesmiljardisosan pitoisuuksissa

[Helsingin yliopiston tiedote:]

Rikkihappo ja dimetyyliamiini muodostavat yhdessä tehokkaasti hiukkasia ilmakehän olosuhteissa. Cernin CLOUD-projektin tulokset osoittavat, että luonnollisilla ja ihmisperäisillä amiinipäästöillä on vaikutuksia hiukkasmuodostukseen, ja sitä kautta kenties myös pilvipisaroiden syntyyn ja ilmastoon. Suomalaistutkijoiden panos tutkimuksen sekä koejärjestelyihin että teorianmuodostukseen on ollut merkittävä. Uusi tulos esiteltiin kansainväliselle yleisölle Nature-julkaisussa 6.10.2013.

Ennennäkemättömän tarkat mittaukset alailmakehän hiukkasmuodostukseen osallistuvista yhdisteistä tehtiin osana CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoors Droplets) -projektia Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus Cernissä. Tutkimuksessa havaittiin, että dimetyyliamiini edesauttaa merkittävästi rikkihappohiukkasten muodostumista jo silloin, kun sen pitoisuus on ainoastaan yksi tuhannesta miljardista ilmamolekyylistä.

Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että kosmisten säteiden vaikutus rikkihappo-dimetyyliamiinihiukkasten muodostukseen oli hyvin pieni. Auringon aktiivisuuden vaihteluilla ei siksi ole merkittävää vaikutusta tätä kautta syntyvien pilvipisaroiden määrään.

Amiinit ovat ammoniakkia muistuttavia emäksisiä yhdisteitä, joita vapautuu ilmakehään sekä ihmistoiminnasta, kuten karjankasvatuksesta ja biomassan poltosta, että luonnollisista lähteistä, kuten valtameristä ja maaperästä. Amiinien päästöt ilmakehään saattavat tulevaisuudessa lisääntyä, koska niitä suunnitellaan käytettävän hiilidioksidin (CO2) poistamisessa kivihiilivoimaloiden savukaasuista.

Cernin CLOUD-projektin tulokset osoittavat, että luonnollisilla ja ihmisperäisillä amiinipäästöillä on vaikutuksia hiukkasmuodostukseen, ja sitä kautta mahdollisesti myös pilvipisaroiden syntyyn ja ilmastoon. Projektin tavoitteena onkin ratkaista eräs ilmakehätieteiden päivänpolttavista kysymyksistä: miten uusia pienhiukkasia muodostuu ilmakehässä, ja miten nämä aerosolihiukkaset vaikuttavat ilmastoon.

CLOUD on ensimmäinen yhteistyöhanke Cernin fyysikoiden ja ilmakehätieteiden tutkijoiden välillä. Hankkeeseen osallistuu yhteensä 17 instituuttia 9 maasta. Suomessa Cernissä tehtävää tutkimusta koordinoi Fysiikan tutkimuslaitos, HIP. CLOUDissa Suomesta mukana ovat Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot sekä Ilmatieteen laitos. Helsingin yliopistosta Naturessa julkaistussa tutkimuksessa mukana on ryhmä tutkijoita akatemiaprofessori Markku Kulmalan johdolla.

Suomalaiset tutkijat tekevät sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta

Kokeellisella puolella Helsingin yliopiston tutkijat ovat CLOUD-projektissa vastuussa laitteista, jotka mittaavat kaikkein pienimpiä, ennen havaitsemattomia hiukkasia. Helsingin yliopistossa on myös kehitetty laskennallinen malli, joka kuvaa rikkihapon ja emästen hiukkasmuodostusta molekyylitasolla.

CLOUD-hankkeessa on ensimmäistä kerta onnistuttu samassa tutkimuksessa sekä mittaamaan että luotettavasti mallintamaan hiukkasmuodostusprosessia molekyylitasolta lähtien. Tulokset osoittavat, että kvanttimekaniikkaan pohjautuvia malleja voidaan tehokkaasti käyttää kokeellisten hiukkasmuodostusmittausten tukena. Malleilla voidaan esimerkiksi saada tietoa pienimpien hiukkasten molekyylirakenteista, ja niitä voidaan myös käyttää arvioimaan erilaisten olosuhteiden (kuten lämpötilan) muutosten vaikutusta hiukkasmuodostusnopeuteen silloin, kun mittauksia ei ole saatavilla.

Helsingin yliopiston Hyytiälän tutkimusasemalla metsäolosuhteissa ja llmatieteen laitoksella hyvin puhtaalla alueella, Pallaksella, on tehty pitkäaikaisia havaintosarjoja ilmakehässä tapahtuvasta hiukkasmuodostuksesta. Havaintosarjat ovat tärkeitä, kun yritetään ymmärtää, miten nykyhetken ilmakehässä tapahtuva hiukkasmuodostus poikkeaa menneen (esiteollisen) ajan vastaavasta ja kuinka paljon ihmistoiminnasta peräisin olevat ilman epäpuhtaudet vaikuttavat.

Lisätiedot:

Professori Hanna Vehkamäki, fysiikan laitos, puhelin 050 415 4747

Dosentti Theo Kurtén, kemian laitos, puhelin 050 526 0123

Akatemiaprofessori Markku Kulmala, fysiikan laitos, puhelin 040 5962311

Viite: Molecular understanding of sulphuric acid-amine particle nucleation in the atmosphere, Advance Online Publication (AOP), Nature 6.10.2013, http://www.nature.com, doi 10.1038/nature12663, http://dx.doi.org/ [tiivistelmä ja koko artikkeli]

Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) on Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteinen valtakunnallisia tehtäviä hoitava tutkimuslaitos.

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, puhelin 050 415 0316

Minna Meriläinen-Tenhu
Science, media & society

(09) 191 51042, +358 50 415 0316

Tiedevelhot ja mediahippa – my blog:
http://blogs.helsinki.fi/mmerilai/

Member of the Finnish Association of Science Editors and Journalists

www.facebook.com/helsinginyliopisto
www.youtube.com/universityofhelsinki
www.twitter.com/HelsinkiUni

Auringonsäteilyn mittaukset käynnistyneet Östersundomissa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitos on aloittanut Helsingin Östersundomin aurinkoenergiapotentiaalin selvitystyön.

Kuva: Aku Riihelä, Ilmatieteen laitos.

Östersundomiin on pystytetty auringonsäteilyn mittausasema. Mittausasemalta saadaan tarkkaa tietoa saapuvan auringonsäteilyn määrästä. Mittaustuloksiin ja satelliittiaineistoon pohjautuvan selvityksen tarkoituksena on kartoittaa Östersundomin alueen aurinkoenergiapotentiaali ja hankkia lähtötiedot aurinkoenergian saannin todellisesta määrästä alueella. Selvityksen tietoja ja suosituksia aurinkoenergiaan liittyvistä tekijöistä hyödynnetään Helsingin Energian aurinkoenergian tuotannon ja siihen liittyvän palveluliiketoiminnan kehittämisessä sekä Helsingin kaupungilla Östersundomin suunnittelussa.

”Tulevaisuuden Östersundom saa energiaa auringosta. Helsingin kaupungin strategiaohjelman mukaisesti alueesta luodaan houkutteleva sijaintipaikka cleantech-alojen yrityksille. Alueella tullaan hyödyntämään uusiutuvia energianlähteitä”, sanoo projektinjohtaja Ari Karjalainen Helsingin kaupungin talous- ja suunnittelukeskuksesta. Selvityksestä saadaan konkreettista tietoa myös kaavoituksen tueksi. Kaavaratkaisuilla voidaan edistää aurinkolämmön ja -sähkön käyttöä Östersundomissa. Energiayhtiön näkökulmasta parhaillaan toteutettava tutkimus on hyvä esimerkki aluekohtaisen tiedon keräämisestä ja sitä voidaan hyödyntää tulevaisuuden energiahuollon ratkaisuja kehitettäessä. ”Aurinkoenergia eri muodoissaan muodostaa merkittävän osan uusiutuvan energian tuotannostamme lähitulevaisuudessa”, sanoo kehityspäällikkö Jouni Kivirinne Helsingin Energiasta.

Tietoa Suomen aurinkoenergiaoloista

Ilmatieteen laitos näkee nyt suoritettavan selvityksen avauksena ymmärtää paremmin Suomen aurinkoenergiaoloja. ”Selvitys auttaa ymmärtämään, kuinka edustavia satelliittimittauksiin pohjautuvat auringonsäteilyarviot ovat. Lisäksi saadaan tietoa aurinkoenergiapotentiaalin vaihtelusta rannikon tuntumassa. Myös Suomen pitkät kesäpäivät kiinnostavat: miten saadaan energia parhaiten hyödynnettyä kun aurinko liikkuu niin laajasti eri ilmansuuntien yli”, toteaa Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Anders Lindfors.

”Aurinkoenergiasektorilla on useita kiinnostavia tutkimuskohteita liiketoimintamalleista teknologiakysymyksiin. Parhaillaan käynnissä oleva selvitys tuo tarvittavaa lisätietoa paikkakohtaista olosuhteista, edistää alueellisten energiaratkaisuiden kehittämistä ja luo näin uusia mahdollisuuksia cleantech- yrityksille ”, sanoo projektipäällikkö Mervi Suni Lahden Seudun Kehitys LADEC Oy:sta, jonka koordinoimassa CLEAR17-hankkeessa selvitystyö toteutetaan. Hanketta rahoittavat muun muassa Helsingin kaupunki, Helsingin Energia, SATO-Rakennuttajat Oy, UTU Oy, Tengbom Eriksson Arkkitehdit Oy, Termo Panels Oy, Granlund Oy sekä Euroopan aluekehitysrahasto EAKR.

Mittaustuloksiin voi tutustua Yhteinen Östersundom -sivustolla: www.yhteinenostersundom.fi

Lisätietoja:

Anders Lindfors, erikoistutkija, Ilmatieteen laitos
+358 50 433 1055, anders.lindfors@fmi.fi

Mervi Suni, projektipäällikkö, Lahden Seudun Kehitys LADEC Oy
+358 40 596 3663, mervi.suni@ladec.fi

Jouni Kivirinne, kehityspäällikkö, Helsingin Energia
+358 40 334 1868, jouni.kivirinne@helen.fi

Ari Karjalainen, projektinjohtaja, Helsingin kaupunki, talous- ja suunnittelukeskus, kehittämisosasto
+358 40 1495 473, ari.karjalainen@hel.fi

Ilkka Laine, projektipäällikkö, Helsingin kaupunki, kaupunkisuunnitteluvirasto
+358 9 310 37055, ilkka.laine@hel.fi

Östersundom on Helsingin, Sipoon ja Vantaan yhteinen yleiskaava-alue, josta suunnitellaan noin 70 000 asukkaan pientalovaltaista kaupunginosaa.

www.yhteinenostersundom.fi
www.uuttahelsinkia.fi/ostersundom

Merijään laajuus suurempi kuin viime vuosina – silti vähemmän kuin keskimäärin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Tämän vuoden syyskuussa Pohjoisella Jäämerellä merijään laajuus oli 5,3 miljoonaa neliökilometriä.

Merijään laajuuden muutos Pohjoisella Jäämerellä. Datalähde NSIDC (National Ice and Snow Data Center, USA). Kuva: Ilmatieteen laitos.

Viime vuonna vastaavaan aikaan jään laajuus oli ainoastaan 3,7 miljoonaa neliökilometriä, mikä on alhaisin arvo, joka on koskaan mitattu. Vuosien välinen ero johtuu normaalista ilmaston vaihtelemisesta. Koko mittausjakson aikana merijään laajuus on pienentynyt noin 14 prosenttia vuosikymmenessä.

Jäämeren jään sulaminen sopusoinnussa globaalin ilmaston lämpenemisen kanssa

Merijäätä voidaan luotettavasti havainnoida usean eri satelliitin avulla. Havainnot alkavat vuodesta 1979. Havainnoista voidaan laskea jääpeitteisten merialuiden pinta-ala tai koko jääkentän laajuus. Jääkentän laajuuden laskemisessa otetaan huomioon ainoastaan ne alueet, missä jään konsentraatio kokonaispinta-alasta on yli 15 %.

Ennen vuotta 2000 merijään vuosittainen pienin laajuus vaihteli 6,2–8,0 miljoonan neliökilometrin välillä. Viime vuoden syyskuussa keskimääräinen jään laajuus oli ainoastaan noin 3,7 miljoonaa neliökilometriä, mikä on koko mittausjakson pienin mitattu määrä. Tänä vuonna jään laajuus oli 5,3 miljoonaa neliökilometriä. Koko mittausjakson yhdeksän pienintä arvoa on mitattu viimeisen yhdeksän vuoden aikana.

Merijään laajuus on pienentynyt koko mittausjakso aikana, mutta erityisen voimakasta pieneneminen on ollut viimeisen kymmenen vuoden aikana. Kaikkien havaintojen perusteella muutosnopeus on ollut -0,89 miljoonaa neliökilometriä vuosikymmenessä. Viimeisten kymmenen vuoden havaintojen perusteella muutosnopeus on ollut -1,6 miljoonaa neliökilometriä vuosikymmenessä.

Merijääkenttä ei ole yhtenäinen laatta, joka sulaa ja kasvaa reunoiltaan, vaan erikokoisten ja paksuisten lauttojen muodostama mosaiikki. Jään paksuuntuminen riippuu erityisesti ilman lämpötilasta, lämpösäteilystä ja valliintumisesta. Sulamiseen vaikuttavat auringon säteily, ilman lämpötila ja merestä tuleva lämpövuo. Jääkenttä liikkuu tuulten ja merivirtojen vaikutuksesta.

Merijään supistumiseen ja ohentumiseen on vaikuttanut monta yksittäistä tekijää, mutta perimmiltään muutokset johtuvat Arktisen alueen lämpenemisestä. Lämmenneiden talvikuukausien ansiosta, merijää ei kasva enää niin paksuksi kuin aikaisemmin ja jääkenttä sulaa nopeammin kesäkauden aikana. Sulavesialueiden lisääntyminen voimistaa lämpenemistä, koska avoin meri sitoo yli 90 prosenttia auringon säteilystä. Vastaavasti lumipeitteinen jääkansi heijastaa 70–90 prosenttia auringon säteilystä takaisin avaruuteen. Sulamiskauden yli selvinneestä jäästä muodostuu monivuotista jäätä. Viimeisen kymmenen vuoden aikana erityisesti yli viisi vuotta vanhan jään määrä on vähentynyt merkittävästi. Jään ohentuminen on myös muuttanut jääkenttää hauraammaksi, jonka johdosta sen kiertoliike on voimistunut ja jää ajautuu nopeammin Jäämereltä Pohjois-Atlantille.

Ilmaston luonnollinen vaihtelevuus on Arktikassa hyvin suurta.Esimerkiksi vuosina 2007 ja 2012 merijään poikkeuksellisen voimakkaat sulamiset johtuivat tuulitilanteista, jotka toivat mantereistä lämmintä ilmaa merialueille sekä rikkoivat ja ajoivat jääkenttää voimakkaammin pois Jäämereltä.

Lisätietoja:

Ryhmäpäällikkö Jari Haapala, puh. 040 757 3621, jari.haapala@fmi.fi