Ilmastonmuutosennusteet alkavat toteutua pohjoisilla linnuilla

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

Ruokaileva taviokuurna. Kuva Jorma Tenovuo.

Suomen ympäristökeskuksen ja Luonnontieteellisen keskusmuseon tuoreen tutkimuksen mukaan pohjoisten lintulajien levinneisyysalue on supistunut keskimäärin 27 prosenttia 1970–1980-luvuilta vuosiin 2006–2010 verrattuna. Havaittu levinneisyysmuutos on ilmastonmuutosennusteiden mukainen, sillä aiempien tutkimusten mukaan pohjoisten lintulajien levinneisyysalueen on ennustettu pienenevän 74–84 prosenttia vuoteen 2080 mennessä.

Pohjoiset lajit ovat vaarassa hävitä ilmaston lämpenemisen vuoksi, koska Jäämeri estää lajien siirtymisen pohjoisemmaksi. Pohjoisten metsien linnut, kuten taviokuurna, ja soiden lajit, kuten jänkäkurppa, ovat vaarassa hävitä, sillä niillä ei ole pesiviä populaatioita Jäämeren arktisilla saarilla. Metsänrajan nousu puolestaan uhkaa tunturikankaiden lajeja, kuten kiirunaa ja keräkurmitsaa. Linnustollisesti poikkeuksellisen monipuolisten palsa- ja aapasoiden kuivuminen taas uhkaa soiden lajistoa, erityisesti punakuiria ja jänkäsirriäistä.

Aiemmin julkaistussa tutkimuksessa tarkasteltiin 27 metsien, soiden ja tuntureiden lintulajien kannankehityksen muutoksia. Tutkimuksen perusteella näille lintulajeille ilmastollisesti suotuisa levinneisyysalue pieneni keskimäärin 74 prosenttia lievemmän ilmastoennusteen ja 84 prosenttia voimakkaamman ennusteen perusteella vuoteen 2080 mennessä.

Lintuseurannat todentavat jo tapahtuneet muutokset

Suomen lintuatlaskartoituksen tuloksia 1970–1980 -luvuilta verrattiin vuosien 2006–2010 seurantatuloksiin. Vertailussa kävi ilmi, että muutos on ollut nopea: vuosiin 2006–2010 pohjoisten lintulajien levinneisyys on supistunut keskimäärin 27 prosenttia. Yksittäisten lajien välillä on kuitenkin suuria eroja, sillä 21 lajilla levinneisyysalue supistui tai siirtyi pohjoisemmaksi ja viidellä lajilla ei todettu merkitseviä muutoksia levinneisyysalueessa tai levinneisyysalue siirtyi etelämmäksi. Yhdellä lajilla, tilhellä, levinneisyysalue laajentui vastoin ennusteita, mikä saattaa liittyä tilhen suosimien pihlajanmarjojen satojen runsastumiseen.

Tulokset osoittavat, että havaitut levinneisyysmuutokset ovat keskimäärin samansuuntaisia kuin ennustetut lajien levinneisyyden muutokset, jotka perustuvat kansainvälisiin ilmastonmuutosskenaarioihin. ”Yksittäisten lajien välillä on kuitenkin vaihtelua vasteessa ilmastonmuutokseen, sillä eri lajien ja niiden ympäristön väliset vuorovaikutussuhteet myös muuttuvat ilmaston muuttuessa”, toteaa johtava tutkija Raimo Virkkala Suomen ympäristökeskuksesta.

• Julkaisu: Virkkala, R., Heikkinen, R.K., Lehikoinen, A., Valkama, J. 2014: Matching trends between recent distributional changes of northern-boreal birds and species-climate model predictions. – Biological Conservation 172:124-127.

• Aiempi julkaisu: Virkkala, R., Heikkinen, R. K., Leikola, L. & Luoto, M. 2008: Projected large-scale range reductions of northern-boreal land bird species due to climate change. – Biological Conservation 141: 1343-1353

Lisätietoja:

Johtava tutkija Raimo Virkkala, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0400 148 668, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Intendentti Aleksi Lehikoinen, Luonnontieteellinen keskusmuseo Luomus, puh. 050 318 2340, etunimi.sukunimi@helsinki.fi

Tulevaisuudessa Suomen luonnonsuojeluverkko riittämätön metsien lintulajistolle

Jorma Tenovuon lintukuvia (kuvien käytöstä on sovittava kuvaajan kanssa)

Kansliapäällikkö Arto Räty vuoden sää-, ilmasto- ja merivaikuttaja

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Arto Rädyn toiminta huomioitiin Maailman ilmatieteen päivän kunniaksi järjestyssä juhlaseminaarissa.

Kuva: Veikko Somerpuro, Ilmatieteen laitos.

Ilmatieteen laitos on myöntänyt vuoden 2014 sää-, ilmasto- ja merivaikuttajan tunnustuksen puolustusministeriön kansliapäällikölle ja Turvallisuuskomitean puheenjohtajalle, kenraaliluutnantti Arto Rädylle. – Ilmastonmuutoksen edetessä arktiseen alueeseen kohdistuu yhä suurempi taloudellinen, poliittinen ja sotilaallinen huomio. Arto Rädyn johdolla puolustusministeriössä on seurattu tiiviisti arktisen alueen kehitystä ja he ovat antaneet tärkeän panoksensa Suomessa käytävään arktista aluetta koskevaan keskusteluun, Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalas kertoi valintaperusteista. – Arto Räty on myös edistänyt merkittävästi sää-, meri- ja ilmastotietojen ja –palveluiden hyödyntämistä puolustusvoimissa.

– Olen hyvin ilahtunut ja kiitollinen saamastani tunnustuksesta, joka kertoo mielestäni ennen kaikkea Ilmatieteen laitoksen, puolustushallinnon sekä kaikkien suomalaisten turvallisuustoimijoiden saumattomasta yhteistyöstä, Arto Räty sanoi kiitospuheessaan. – Puolustushallinnon toiminta perustuu 24/7-valmiuteen ja toimintakykyyn. Kumppanuus Ilmatieteen laitoksen kanssa on meille erittäin tärkeää ja se kertoo Ilmatieteen laitoksen merkittävästä roolista turvallisuusviranomaisena. Yhteiskunnan muuttuessa yhä sääherkemmäksi myös tarve uusille, yhä kehittyneemmille sääpalveluille kasvaa.

Arto Räty toi puheessaan esiin myös ilmastonmuutoksen ja arktisen alueen kehityksen. – Ilmastonmuutos ei ole enää ainoastaan ympäristökysymys, vaan sillä on selkeä yhteys maailmanlaajuisiin kriiseihin ja tapahtumiin. Kun ilmastonmuutoksen vaikutukset nivoutuvat muihin ympäristöongelmiin kuten saasteisiin tai kuivuuteen, riski konflikteihin kasvaa. Kansainvälisen yhteisön täytyy tehdä tiivistä yhteistyötä näiden ongelmien ratkaisemiseksi, Räty sanoi.

Ilmastonmuutos vaikuttaa voimakkaasti arktisella alueella, jossa arktisen merijään väheneminen todennäköisesti lisää meriliikennettä ja luonnonvarojen hyödyntämistä. – Seuraavien vuosikymmenten aikana Arktiselle alueelle tarvitaan suuria investointeja ja yhteistyötä, jotta siellä voidaan toimia turvallisesti, Räty huomauttaa. – Suomella on ainutlaatuista osaamista, jota voidaan hyödyntää arktisen alueen toiminnan kehittämisessä kestävällä tavalla.

Ilmatieteen laitos myönsi vuoden sää-, ilmasto- ja merivaikuttajan tunnustuksen ensimmäisen kerran vuonna 2013 eli 175. juhlavuotenaan. Tunnustuksen tarkoituksena on korostaa säävaikutusten, ilmastonmuutoksen ja merten merkitystä yhteiskunnassa ja kunnioittaa näiden teemojen eteen aktiivisesti toimineiden työtä. Ilmastonmuutoksen, lisääntyvien sään ääri-ilmiöiden ja kasvavan yhteiskunnan sääherkkyyden edessä tarvitaan sekä kansainvälisesti että kansallisesti aktiivisia toimijoita ja eri toimialojen välistä yhteistyötä. Ensimmäisen sää-, meri- ja ilmastovaikuttajan tunnustuksen sai presidentti Tarja Halonen.

Lisätietoja:

Pääjohtaja Petteri Taalas, petteri.taalas@fmi.fi

Kestäväksi määritelty metsäenergia ei täytä EU:n päästövaatimusta

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

Kuva: Anna Repo, SYKE.

Metsien hakkuutähteistä tuotettu energia voi vähentää kasvihuonekaasujen päästöjä merkittävästi Euroopan eri maissa. Päästövähennykset jäävät kuitenkin pienemmiksi kuin EU:n uusiutuvalle energialle kaavailema 60 %:n raja. Tällä epäsuhdalla voi olla merkittäviä vaikutuksia ilmastopolitiikkaan.

EU on määrittelemässä omia erityisiä kasvihuonekaasupäästöihin perustuvia kestävyyskriteereitään kiinteille biopolttoaineille. Näiden kriteereiden on ennakoitu edellyttävän 60 %:n päästövähennystä vaihtoehtoiseen fossiiliseen polttoaineeseen verrattuna.

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin, kuinka suuriin päästövähennyksiin metsien hakkuutähteistä tuotetulla energialla voidaan päästä, jos tähteitä käytetään aiemmin metsätalouden kannalta kestäväksi arvioitu määrä Euroopan eri maissa. Näissä metsätalouden kestävyysarvioissa huomioitiin erilaisia ympäristöön, teknologioihin ja yhteiskuntaan liittyviä näkökulmia.

Tutkimuksen mukaan useimmissa Euroopan maissa hakkuutähde-energiaa on käytettävä 60–80 vuotta ennen kuin saavutetaan EU:n kaavailema 60 %:n päästövähennysraja. Päästövähennysten viive johtuu metsien hiilinielun heikkenemisestä hakkuutähteiden korjuun seurauksena (epäsuorat maankäyttöön liittyvät päästöt). Viiveestä huolimatta hakkuutähteillä voidaan saavuttaa merkittäviä päästövähennyksiä jo aiemmin. Esimerkiksi vuoteen 2035 mennessä päästöt vähenevät 25-50 %, jos tähteet käytetään lämmöntuotantoon. Sähköntuotannossa päästöt vähenevät 0-30 %. Saavutettavat päästövähennykset vaihtelevat maasta toiseen.

Erolla päästövähennysten ja EU:n kaavaileman rajan välillä voi olla merkittäviä seurauksia. Se voi vähentää kiinnostusta metsien hakkuutähteiden käyttöä kohtaan, vaikka tähteet ovat tärkeä uusiutuvan energian lähde monissa Euroopan maissa. Ero voi houkutella kehittämään vääristäviä laskentasääntöjä metsien hakkuutähteistä tuotetun energian päästöille. Puutteelliset laskentasäännöt johtaisivat harhaan ja aidosti vähäpäätöisiä ja ilmastoystävällisiä hakkuutähteisiin perustuvia energiantuotantotapoja voisi jäädä kehittämättä.

Tutkimusartikkeli

Repo, A., Böttcher, H., Kindermann, G. & Liski, J. Sustainability of forest bioenergy in Europe: land-use-related carbon dioxide emissions of forest harvest residues. Global Change Biology Bioenergy (Early View). DOI: 10.1111/gcbb.12179.

Lisätietoja:

Anna Repo, tutkija, p. 0295 251 555
Jari Liski, tutkimusprofessori, p. 040 748 5088

SYKE varoittaa: Järvijäät erittäin heikkoja maan etelä- ja keskiosassa

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

Kuva: Eija Putkuri, SYKE.

SYKE varoittaa maan etelä- ja keskiosassa ajankohtaan nähden erittäin ohuista jäistä. Jäällä ei kannata enää liikkua etenkään ajoneuvoilla. Paikoin jäät ovat ennätyksellisen ohuita maaliskuun loppupuolelle. Viime päivien kylmät sääjaksot eivät enää ole vahvistaneet jäitä, mutta ovat hidastaneet hieman ohenemista. Keväällä monikymmensenttinen jää voi kuitenkin pettää alla puikkoonnuttuaan auringonsäteilyn vaikutuksesta.

Maan etelä- ja keskiosassa järvijäät alkoivat heikentyä tänä talvena selvästi tavallista aiemmin, jo helmikuun loppupuolella. Viimeisen 10 päivän aikana jäät ovat ohentuneet maan etelä- ja keskiosassa muutamilla senteillä. Jäänpaksuus oli 20.3. mittauksissa maan eteläosassa pääosin 15−25 cm eli vain puolet keskimääräisestä. Maan keskiosassa jäät vaihtelivat 20 ja 40 cm välillä.

Maan pohjoisosassa järvijäät ovat vielä kestäviä ja monin paikoin ne ovat vielä paksuuntuneet. Lapin järvissä jäätä on pääosin 50−65 cm, Kilpisjärvellä jopa 89 cm. Lapissa lukemat ovat keskiarvon tuntumassa tai hieman sitä pienempiä.

Jäiden haurastuminen kiihtyy keväällä erityisesti sen jälkeen kun jäällä ei ole enää lunta ja auringonsäteily pääsee pureutumaan jäähän. Keväällä monikymmensenttinen jää voi pettää alla, jos jääkiteiden rajapinnat ovat sulaneet eli jää on puikkoontunut. Jos aamun pakkasilla jää tuntuu kestävälle, voi se kuitenkin pettää iltapäivällä auringon lämmittäessä.

Seuraa vesitilannetta

• Vesitilanne ja ennusteet > www.ymparisto.fi/vesitilanne

Lisätietoja:

Hydrologi Johanna Korhonen, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0295 251 302, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Hydrologi Heidi Sjöblom, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0295 251 650, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Viestintäasiantuntija Katri Haatainen, Suomen ympäristökeskus, puh. 0295 251 135, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Uutta tietoa Intian saastepilven ominaisuuksista

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitos ja paikallinen TERI-instituutti ovat yhteistyössä selvittäneet Intiassa esiintyvän saastepilven ominaisuuksia ja kulkeutumista.

Kuva: Ilmatieteen laitos.

Joka talvi Pohjois-Intiaa peittää satelliittikuvissa tummana näkyvä saastepilvi, jossa pienhiukkaspitoisuudet ovat usein satakertaisia verrattuna vastaaviin pitoisuuksiin Suomessa.

Tutkimuksessa alailmakehän pienhiukkasten ominaisuuksia ja pitoisuuksia mitattiin kahdella lähekkäin sijaitsevalla, mutta varsin erilaisella mittausasemalla. Ganges-joen laaksossa lähellä Delhin suurkaupunkia sijaitsevalla mittausasemalla havaitaan usein kaikkien suurimmat hiukkaspitoisuudet. Toinen mittausasema sijaitsee noin kaksi kilometriä Ganges-joen laakson yläpuolella Himalajan vuoriston ensimmäisillä rinteillä.

Tutkimuksessa havaittiin, että tämä kahden kilometrin korkeusero vaikuttaa suuresti hiukkaspitoisuuksiin. Kun Ganges-joen laakso on talvella saastepilven sisällä, vuoristossa sijaitseva mittausasema on saastepilven yläpuolella. Kun alailmakehän sekoittuminen lisääntyy keväällä auringon lämmön vaikutuksesta, saastepilvi saavuttaa vuoriston mittausaseman. Kesällä hiukkaspitoisuudet tippuvat molemmissa paikoissa monsuunisateiden vaikutuksesta. Sateiden lakattua pitoisuudet alkavat jälleen kasvaa laaksosta alkaen.

Saastepilvellä on terveysvaikutusten lisäksi vaikutusta ilmastoon, josta erityisesti on tutkittu mahdollisia vaikutuksia monsuuniin ja siihen liittyviin kausittaisiin sateisiin. Jotta saastepilven vaikutuksia voidaan paremmin ymmärtää, tarvitaan lisää suoraa mittaustietoa hiukkasten ominaisuuksista ja niiden kulkeutumisesta.

Lisätietoja:

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

Arktinen alue lämpenee ja sulaa

Uudessa tutkimuksessa on tarkasteltu arktisen alueen ilmastonmuutosta. Arktinen alue lämpenee huomattavasti nopeammin kuin maapallo keskimäärin. Jäätiköt menettävät massaansa, merijään ja lumipeitteen laajuus pienenevät ja ikirouta lämpenee sekä sulaa.

Arktinen alue on muutoksen kourissa. Jää- ja lumipeitteen sulaminen vähentää auringonvalon heijastumista takaisin avaruuteen. Tämä voimistaa alueella vallitsevaa lämpenemistä. Arktisen alueen lämpenemisnopeuden on havaittu olevan noin 0,6 celsiusastetta per vuosikymmen, kun koko maapallon keskimääräinen lämpenemisnopeus on ollut alle 0,2 celsiusastetta per vuosikymmen viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana.

Arktisen alueen lämpeneminen näkyy kaikissa kryosfäärin (eli maapallon ”jääkehän”) osissa. Arktisen alueen merijään laajuus on pienentynyt noin 3,8 prosenttia per vuosikymmen. Monivuotisen merijään laajuus on pienentynyt vielä nopeammin, 11,5 prosenttia per vuosikymmen.

Grönlannin jäätikkö on menettänyt jäämassaansa noin 34 miljardia tonnia vuodessa vuosien 1967 ja 2011 välillä. Tämä vastaa noin 0,09 millimetrin merenpinnan nousua vuosittain. Jäämassan hävikki on kuitenkin ollut kiihtyvää. Vuosien 2002 ja 2011 välillä Grönlannin jäätikkö menetti noin 215 miljardia tonnia jäätä vuosittain. Vuoristojäätiköt koko maailmassa menettivät jäämassaansa 226 miljardia tonnia vuosittain aikavälillä 1971-2009. Vuosien 1993 ja 2009 jäähävikki oli kiihtynyt 275 miljardiin tonniin vuosittain.

Kevätaikaisen lumipeitteen laajuus on pienentynyt arktisella alueella noin kaksi prosenttia per vuosikymmen vuosien 1967 ja 2012 välillä. Ikiroudan lämpenemistä on havaittu monilla paikoilla pohjoisella pallonpuoliskolla. Ikiroudan aktiivisen kerroksen, eli kerroksen, joka keskimäärin sulaa kesän aikana ja jäätyy uudelleen syksyllä, on havaittu ulottuvan syvemmälle maanpinnan alle. Lisäksi roudan on havaittu ohentuneen.

Lähteet:

Comiso, J. C. and Hall, D. K. (2014), Climate trends in the Arctic as observed from space. WIREs Clim Change. doi: 10.1002/wcc.277. [tiivistelmä]

Luentokalvosarja aiheesta vuodelta 2008.

Rajoittaako niukka öljyn tarjonta talouskasvua jo nyt?

Öljyn korkea hinta ja öljyntarjonnan kasvun pysähtyminen saattavat jo rajoittaa teollisuusmaiden kasvua merkittävästi. Öljyntuotannon kasvua ennustetaan öljyn kysynnän perusteella, vaikka tarjonta saattaa olla tärkeämpi tuotannon rajoittaja. On alustavia merkkejä siitä, että kansainväliset öljyjätit eivät ole nykyisillä öljynhinnoilla enää valmiita kasvattamaan investointejaan vastaamaan syvänmeren ja liuskeöljyn kasvaneita tuotantokustannuksia. Tämä tarkoittaa, että öljyn tuotantohuippu saattaa olla käsillä.

Perinteinen öljynkulutuksen kasvun malli ja sen kritiikki

Perinteisesti öljynkulutuksen kasvua on mallinnettu kysyntärajoitteeseen perustuen. Tämä on hyvin yksinkertainen malli, jossa öljynkulutuksen oletetaan kasvavan suhteessa talouden kasvuun. Teollisuusmaissa (OECD-maat) yhden prosentin kasvu bruttokansantuotteessa (BKT) on tarkoittanut 0,4-0,5 prosentin öljynkulutuksen kasvua eli öljynkulutuksen kasvu suhteessa talouskasvuun on ollut noin 40-50 %. Kehittyvissä maissa kuten Kiinassa, tämä suhde on ollut noin kaksinkertainen eli 90-100 %. Kuvasta 1 voidaankin havaita, että maailman BKT:n ja öljynkulutuksen kasvu ovat liikkuneet samaan suuntaan (ainakin vuoteen 2004 asti), joten mallin käytölle on ollut hyvät perusteet.

Kuva 1. Muokattu lähteestä: Robert Hirch, 2005.

Perinteisen öljyn tuotanto ei ole kuitenkaan enää juurikaan kasvanut vuodesta 2004 (kuva 2), joten onko enää perusteltua käyttää kysyntärajoitteista ennustetta? Tämä kysyntärajoitteinen malli on perustunut oletukseen, että OPEC (lähinnä Saudi-Arabia) tasapainottaa öljyntarjontaa, mikäli öljyntarjonnassa alkaa esiintyä niukkuutta. OPECin kyvykkyys tai halukkuus lisätä öljyntarjontaa ei kuitenkaan ole enää itsestäänselvyys (kuva 3). OPEC ei pystynyt tai halunnut rajoittaa öljyn hinnannousua vuosina 2003-2008, jolloin lopulta vuoden 2008 kesällä öljyn hinta nousi  kaikkien aikojen ennätykseensä ja syöksi maailmantalouden taantumaan (Hamilton, 2010).

Toinen merkittävä oletus kysyntärajoitteisessa mallissa on se, että öljystä pystytään markkinoilla maksamaan marginaalikustannusten eli viimeisenä ja kalleimpana markkinoille tulleen tynnyrin kustannukset. Tätä oletusta on kritisoinut mm. Gail Tverberg useissa blogikirjoituksissaan osoitteessa ourfiniteworld.com. Tämä oletus tarkoittaa käytännössä sitä, että öljyn korkeat tuotantokustannukset pystytään siirtämään myyntihintaan, jolloin öljynkulutuksen kasvu on yksinkertaisesti vain bruttokansantuotteen kasvun funktio. Historiallisesti usein globaalia taantumaa on edeltänyt kohonnut öljyn hinta (kuva 4), mikä viittaisi siihen että korkeita tuotantokustannuksia ei välttämättä aina pystytä siirtämään hintoihin vaan että kysyntää saattaa tuhoutua korkeiden öljyn hintojen myötä, mikä johtaa taantumaan.

Kuva 2. Tässä kuvassa ei näy liuskekaasun yhteydessä tuotettujen ns. kondensoituvien hiilivetyjen tuotto vaan perinteinen, edullisemman tuotantokustannusten öljyn tuotanto. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Kuva 3. Öljyn hinta (viiva, oikea asteikko) ja OPECin varakapasiteetti (pylväät ja vasen asteikko). Lähde: EIA.

Kuva 4. Öljyn hinta (viiva) ja maailmanlaajuiset taantumat (harmaat alueet) 1970-2008.

Tarjontarajoitteinen öljyn kulutuksen malli

Steven Kopits Douglas-Westwood-yhtiöstä on hiljan kehittänyt tarjontarajoitteisen mallin, jossa öljynkulutusta rajoittavat öljyn tarjonta ja talouden öljyintensiteetin lasku ja öljyntuotanto on bruttokansantuotteen kasvun sijaan mallin riippumaton muuttuja. Öljyintensiteetin lasku taloudessa tarkoittaa, että öljyä käytetään tehokkaammin per tuotettu BKT-yksikkö. Mitä nopeammin talouden öljyintensiteetti laskee, sitä vähemmän öljyntarjonta rajoittaa talouskasvua.

Steven Kopits painottaa itsekin, että hänen mallinsa on varsin tuore ja että sen hyödyllisyydestä ei ole vielä tarpeeksi tietoa, jotta sen voisi varmuudella todeta toimivan paremmin kuin kysyntärajoitteiset mallit. Joka tapauksessa mallin hyödyllisyydelle löytyy epäsuoraa tukea, jota seuraavassa käydään läpi.

Öljyn kulutuksen huippu kenties koettu kehittyneissä maissa

Öljynkulutus on kääntynyt laskuun teollisuusmaissa, mutta jatkaa kasvuaan kehittyvissä maissa (kuva 5). Ovatko kehittyneissä maissa sosiaaliset arvostukset muuttuneet niin, että öljynkulutus on kääntynyt laskuun sen vuoksi? Yhdysvalloissa on kenties saavutettu ”motorisaation” eli autolla liikkumisen huippu jo vuonna 2005 sillä sekä ajetut kilometrit että autojen ensirekisteröinnit (kuva 5) ovat kääntyneet laskuun.

Kuva 5. Teollisuusmaiden ja kehittyvien maiden öljynkulutus 1965-2012. Lähde: BP.

Kuva 6. Autojen ensirekisteröinnit ovat kääntyneet laskuun Yhdysvalloissa. Lähde:  Schoettle & Sivak, 2013a.

Johtuuko autoiltujen kilometrien ja autojen ensirekisteröintien saavutettu huippu sosiaalisten arvostusten, kuten kasvanut julkisten liikennevälineiden käyttö, muutoksesta vai syrjäyttävätkö kehittyvät maat teollisuusmaita öljymarkkinoilta, jolloin öljynkulutuksen lasku teollisuusmaissa johtuisi pikemminkin öljyn korkean hinnan kulutusta tuhoavasta vaikutuksesta?Jälkimmäisestä on alustavia viitteitä (kuva 7), sillä kun Kiinan öljyntuonti on kasvanut viime vuosina niin Yhdysvaltain tuonti on laskenut tai ei ainakaan ole noussut ja päinvastoin. On huomattava, että kuvan pohjalla oleva data on Kiinan osalta kenties jonkin verran epätarkkaa. Öljynkulutus ei lyhyellä aikavälillä jousta niin helposti alas- kuin ylöspäin, joten käänteisen korrelaation ei sen vuoksi voi olettaa olevan täydellisen ”symmetristä”.

Yhdysvalloissa myös sisäiset lentomatkat (kuva 8) ovat vähentyneet trendinomaisesti ja tämäkin lasku alkoi jo vuonna 2005 eli jo vuosia ennen viimeistä finanssikriisiä ja vuoden 2008 globaalia taantumaa. Lentomatkat ovat vähentyneet 16 % vuoden 2005 huipusta. Mikäli lentomatkojen kasvu olisi jatkunut viimeisimmän taantuman jälkeen samalla nopeudella kuin ennen taantumaa, niin lentomatkojen määrä olisi 30 % nykyistä suurempi.

On jossain määrin epäselvää, että mistä nämä liikkumisen ”huiput” johtuvat. Suurten ikäluokkien ikääntymisestä autoilun huippu ei ainakaan näyttäisi johtuvan, sillä kyselytutkimuksen perusteella iäkkäämmän väestönosan todennäköisyys ostaa uusi auto on kasvanut vuodesta 2007 vuoteen 2011 (kuva 9). Nuorista henkilöistä 80 % ilmoittaa kokopäiväisen työn puuttumisen syyksi, etteivät aja enemmän (Schoettle & Sivak, 2013b).

Kuva 7. Kiinan ja Yhdysvaltain öljyntuonnin muutokset 4/2010-2013. Kolmen kuukauden liukuva keskiarvo. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Kuva 8. Yhdysvaltain lentomatkojen määräindeksi 1996-2013. Elokuu 2005 = 100. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Kuva 9. Autonostoaikeet ikäryhmittäin Yhdysvalloissa. Lähde: Michael Sivak, 2013.

Kenties mielenkiintoisin yksittäinen vihje siitä, että amerikkalaiset eivät ole vähentäneet autoilua ”vapaaehtoisesti”, on se, että Kalifornian yliopiston tutkimuksen mukaan Yhdysvaltain asuntokupla puhkesi kallistuneisiin polttoaineisiin. Tutkimuksessa  esitetään  vakuuttavaa empiiristä näyttöä, jota lisäksi tukee talousteoria. Tutkimuksen mukaan asuntojen hinnan lasku oli sitä voimakkaampaa, mitä kauempana lähimmästä työpaikkakeskuksesta asuntoalue sijaitsi. Yhdysvalloissa etäisyydet työpaikkojen ja asuntojen välillä voivat olla todella suuria. San Franciscon keskustasta noin 70 kilometrin päässä sijaitseva Antioch oli yksi alueista, joissa asuntojen hinnat laskivat kaikkein eniten. Siellä asuvan San Franciscossa työskentelevän alhaisimman tuloneljänneksen tuloista keskimäärin 41 % meni autoiluun ja muuhun liikkumiseen vuonna 2008. Polttoaineiden hinnat keskimäärin tuplaantuivat Yhdysvalloissa vuodesta 2005 vuoteen 2008.

Kansainväliset öljyjättien investoinnit ovat kasvaneet hurjasti, mutta tuotanto on laskussa

Öljyn ja sen myötä polttoainejalosteiden hinta on ollut korkealla viime vuosina. Perinteiset öljyjätit, kuten Shell, Chevron ja Exxon-Mobil ovat moninkertaistaneet viime vuosina investointiensa määrän (kuva 10), mutta niiden tuotanto on kääntynyt laskuun, mikä kertonee siitä, että öljyntuotannossa on jouduttu siirtymään yhä kalliimpiin esiintymiin.

Kuva 10. Julkisten öljyjättien öljyntuotanto (harmaa) ja investoinnit (punainen). Lähde: Steven Kopits, 2014.

On jo alustavia merkkejä siitä, että kansainväliset julkiset öljy-yhtiöt pienentävät investointejaan ja keskittyvät osinkojen maksuun myymällä omaisuuttaan (Steven Kopits 2014). Jää nähtäväksi, että onko tämä pysyvä käänne ja mikä merkitys tällä on öljyntuotannon kasvulle jatkossa. Jotkin öljyalaa seuraavat henkilöt ja tahot (kuten Gail Tverberg ja UK Industry Peak Oil taskforce) arvelevat, että öljyntuotanto saattaa kääntyä laskuun jo tänä tai ensi vuonna.

 Sopeutuuko talous mahdollisesti laskevaan öljyntuotantoon?

Kansainvälinen energiajärjestö IEA ja Yhdysvaltain energiatietoa tuottava viranomainen EIA ovat lähes poikkeuksetta joutuneet tarkistaneet öljyntuotantoennusteitaan alaspäin viime vuosina, mikä viittaa siihen, että ne ovat käyttäneet kysyntärajoitteista mallia ennusteissaan (kuva 11). Vielä vuonna 2001 EIA ennusti, että vuonna 2020 öljyntuotanto on 123 miljoonaa tynnyriä päivässä. Vuonna 2010 vastaava ennuste oli ”vain” 92 miljoonaa päivätynnyriä. Ennusteiden ero on suuruusluokaltaan sama kuin kolmen suurimman öljyntuottajan (Saudi-Arabia, Venäjä ja Yhdysvallat) yhteenlaskettu tuotanto.

Kuva 11. EIA:n ennuste öljyntuotannosta vuosina 2000-2010. Lähde: EIA.

Kansainväliset energiajärjestöt ja -viranomaiset eivät siten ota huomioon kasvavan öljyntuotannon tarjontarajoitetta, joka voi syntyä siitä että kasvavan öljyntuotannon marginaaliset tuotantokustannukset ovat korkeammat kuin öljymarkkinoilla ollaan valmiita maksamaan. Kuvasta 12 voidaan nähdä kuinka marginaaliset tuotantokustannukset ovat yhtiöittäin Goldman Sachsin  näkemyksen mukaan (kuvan resoluutio on niin alhainen, että mikäli olet kiinnostunut yksittäisistä yhtiöistä, niin täällä on parempilaatuinen kuva. Suurella osalla liuskeöljyä tuottavista yhtiöistä marginaaliset öljyn tuotantokustannukset ovat >130 $ tynnyriltä. Viime vuosina öljyn (Brent-laatu) maailmanmarkkinahinta on ollut noin 100-110 dollaria per tynnyri.

Kuva 12. Öljyntuotannon tarjontakäyrä (marginaaliset tuotantokustannukset). Lähde: Goldman Sachs.

Mielenkiintoista on se, että IEA arvioi (WEO 2013), että suuri osa tulevaisuuden öljyntuotannon lisäyksestä tulisi Brasiliasta, jossa on paljon syvänmeren öljyä. Hiljan toiseksi suurin brasilialainen öljy-yhtiö meni konkurssiin ja Petrobrasilla marginaaliset tuotantokustannukset ovat Goldman Sachsin mukaan yli 150 $, joten nykyisillä öljyn maailmanmarkkinahinnoilla ei Brasilian öljynvienti kenties juurikaan kasva.

Toisaalta, Douglas-Westwoodin käyttämä tarjontarajoitteinen malli ennustaa öljynhinnan nousevan merkittävästi nykyiseltä tasoltaan vuoteen 2020 mennessä (kuva 13 alla, pistekatkoviiva). Jos tämä ennuste pitää paikkansa (se vaatii, että maailmantalous kestää ennusteen mukaisen korkean öljyn hinnan), niin öljyntuotannon huippu saattaa viivästyä useita vuosia.

Kuva 13. Öljyn hintaennuste. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Öljy-yhtiöiden investoinnit laskussa?

Öljyntuotannon kasvu vuodesta 2005 lähtien on ollut lähes täysin kalliimpien epäkonventionaalisten esiintymien, kuten liuske-esiintymät, varassa.

Kopitsin mukaan kansainväliset, julkiset öljy-yhtiöt investoivat vuosina 1998-2005 1,5 triljoonaa  dollaria ja sai vastineeksi lisätuotantoa 8,6 miljoonaa päivätynnyriä. Vuosien 2006 ja 2013 välillä investointien summa oli 2,5 triljoonaa ja tuotanto laski tuona aikana noin miljoonan päivätynnyrin verran. On selvää, että tällainen kulurakenne ei ole kestävää. Monet öljy-yhtiöt ovat ilmoittaneet säästötoimista ja omaisuuserien myynnistä, voidakseen mm. maksaa osinkoa omistajilleen, joiden joukossa on monia eläkesäätiöitä, jotka tarvitsevat osinkoja eläkkeiden maksamiseen. Kopitsin arvion mukaan investoinnit öljyesiintymien hyödyntämiseen kääntyvätkin laskuun jo tänä vuonna (kuva 14). Samankaltaista viestiä voi lukea talouslehtien sivuilta (esim. täällä).

On syytä muistaa, että monet valtiolliset öljy-yhtiöt eivät ilmoita investointejaan eikä niillä ole samanlaisia osinkojen maksupaineita kuin pörssiyhtiöillä. Niillä on myös strategisia kannustimia olla paljastamatta investointiensa suuruutta. Näin ollen edellä esitetty pätee vain julkisesti noteerattuihin yhtiöihin, sillä julkista tietoa öljyalan kokonaisinvestoinnista ei ole olemassa.

Kuva 14. Öljyntuotannon pääomakulut. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Talouden öljyintensiteetin lasku

Laskevaan öljyntuotantoon voidaan sopeutua talouden öljyintensiteettiä pienentämällä, jolloin bruttokansantuotetta voidaan kasvattaa pienenevällä öljynkulutuksen lisäyksellä. Maailmanlaajuinen öljyntuotanto ei ole ainakaan vielä kääntynyt laskuun ja yksittäisten kehittyneiden talouksienkin osalta öljynkulutus on laskenut alle kymmenen vuotta, joista jälkimmäinen viisi vuotta on kulunut talouden matalasuhdanteessa. Näin ollen tarkkaa rajaa eri kansantalouksien kyvystä alentaa öljyintensiteettiään ei voida tuntea. Steven Kopitsin laskelmien mukaan normaaliaikana Yhdysvaltain talouden öljyintensiteetti pienenee 1,2 % vuodessa. Euroopassa tämä on ollut 1,6 % vuosina 1970-2005 (Kander ja muut, 2013).Taantuma-aikoina jopa 2,0 %:n intensiteetin lasku on ollut mahdollista Yhdysvalloissa (tällöin sosiaaliset kustannukset ovat olleet suuremmat esimerkiksi kasvavan työttömyyden myötä). Viime vuosina Yhdysvalloissa öljyintensiteetti on laskenut jopa lähes 4 % vuosittain ja EU:ssakin noin 2,7 %, mutta toisaalta näissä maissa julkinen velka on samalla kasvanut voimakkaasti. On mielenkiintoista nähdä, että kuinka paljon öljyintensiteetti voi laskea, kun Yhdysvaltain tai Euroopan unionin julkinen velka ei enää kasva. Velka on yhden tulkinnan mukaan energiankulutuksen siirtoa tästä hetkestä tulevaisuuteen, joten on varsin luontevaa, että velkaantumalla voidaan talouden energiankulutusintensiteettiä näennäisesti pienentää (Morgan 2013). Taloustieteessä ei tietääkseni ole julkista velkaantumista koskaan käsitelty yhtenä muuttujana, kun talouden energiaintensiteettiä on tutkittu.

Steven Kopitsin tulkinta on, että öljyntarjonnan tiukkuus rajoittaa teollisuusmaiden talouskasvua 1-2 prosenttiyksikköä. Eli jos taloudella on potentiaalia kasvaa 3 % vuodessa, niin öljyn korkea hinta alentaa tämän talouskasvun 1-2 prosenttiin. Euroopan mailla on ollut hiukan Yhdysvaltoja nopeampi öljyintensiteetin lasku öljykriisien jälkeisenä aikana (1980-2005), mutta toisaalta niillä ei ole omaa öljyntuotantoa käytännössä lainkaan, joten niitä ei voi suoraan verrata toisiinsa. Joka tapauksessa on selvää, että nykyisessä globaalissa taloudessa Euroopan talouskasvu korreloi jollakin tavalla Yhdysvaltojen talouden, joka on maailman suurin talous, kanssa ainakin lyhyellä aikavälillä. Mikäli öljyntarjonta kääntyy laskuun ja kehittyvät maat kuten Kiina pystyvät jatkamaan öljynkulutuksensa kasvua, niin kehittyneiden maiden talouksilla on edessä voimakas tarve laskea talouksiensa öljyintensiteettiä. Nähtäväksi jää kuinka suuret sosiaaliset kustannukset tällä on.

Öljyntuotannon huippuun sopeutuminen pitäisi erään kaikkein kattavimman öljyntuotantohuippuun sopeutumista tutkivan raportin mukaan aloittaa vuosikymmen tai mieluummin 20 vuotta ennen varsinaista tuotantohuippua (Hirch, 2005). Osa periaatteessa toimivista sopeutumistoimista, kuten liikenteen polttonesteiden valmistaminen kivihiilestä, on katastrofaalisia ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta mikä entisestään lisää talouden sopeutumishaastetta öljyajan jälkimmäiselle puoliskolle.

Johtopäätökset

Edellä esitetty data on vielä suhteellisen koettelematonta ja tuoretta, joten lopullisia johtopäätöksiä öljyntuotannon kääntymisestä pian laskuun ei voida tehdä. Öljyntuotannon tiukkuudesta on kuitenkin selviä merkkejä näkyvissä jo nyt. Voimakkaasta talouskasvusta on kokemusta vain viimeisen 200 vuoden ajalta, jolloin parhaimman laatuisen energiankantajan, ensin kivihiilen ja sittemmin öljyn, tuotanto on koko ajan lisääntynyt ja niiden reaalinen hinta on pääsääntöisesti  laskenut noin 200 vuotta (kuvassa 15 on esitetty viimeiset noin 100 vuotta). Nyt näyttää siltä, että kallistuva energia vaikuttaa talouskasvua alentavasti ja että tämä on pitkäaikainen ilmiö. Tarve alentuvaan öljyntuotantoon sopeutumiselle on suuri sekä talouden että ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta.

Kuva 15. Neljän eri raaka-aineryhmän (maataloustuotteet, energia ja metallit) hintojen perusteella muodostettu hintaindeksi. 1999-2001 on 100. Lähde McKinsey.

Lähteet

1. Astrid Kander, Paolo Malanima ja Paul Warde (2013). Power to the People: Energy in Europe over the Last Five Centuries (Kindle-kirja).

2. Tim Morgan (2013). Life After Growth: How the global economy really works – and why 200 years of growth are over (Kindle-kirja).

3. Robert Hirch (2005). PEAKING OF WORLD OIL PRODUCTION: IMPACTS, MITIGATION, & RISK MANAGEMENT.

4. BP Statistical Review of World Energy 2013.

5. Steven Kopits (2014). Hänen esityksensä ja videoluentonsa löytyvät täältä.

6. Michael Sivak (2013). Marketing implications of the changing age composition of vehicle buyers in the U.S.

7. Brandon Schoettle & Michael Sivak (2013a): Has motorization in the U.S. peaked?

8. Brandon Schoettle & Michael Sivak (2013b). The Reasons for the Recent Decline of Young Driver Licensing in the U.S.

9. James Hamilton (2010). Causes and Consequences of the Oil Shock of 2007-08.

Ilmastoa viilentävien pienhiukkasten syntymisestä uutta tietoa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Laboratoriokokeissa ei pystytä havaitsemaan orgaanisia ainesosia, jotka muodostavat ilmakehän pienhiukkasia. Orgaanisten aineiden vaikutusta ilmastoon onkin aliarvioitu.

Kuva: Eija Vallinheimo, Ilmatieteen laitos.

Ilmatieteen laitoksen tutkimuksessa on havaittu, että laboratoriokokeissa ei pystytä havaitsemaan orgaanisia ainesosia, jotka muodostavat ilmakehän pienhiukkasia.

Ilmakehässä muodostuvat pienhiukkaset vaikuttavat merkittävästi ilmastoon pääasiassa viilentämällä sitä. Ne heijastavat auringon säteilyä takaisin avaruuteen ja ne myös lisäävät pilvien heijastuvuutta. Yksi merkittävä kemiallinen komponentti ilmakehän pienhiukkasissa on orgaaninen hiili. Ilmakehän mittauksissa on havaittu, että 20-90% ilmakehän hiukkasten massasta muodostuu orgaanisesta hiilestä. Ilmastomallit kuitenkin aliarvioivat merkittävästi orgaanisen hiilen määrää verrattuna mittauksiin ja siksi saattavat merkittävästi aliarvioida myös orgaanisten pienhiukkasten viilentävää vaikutusta. Koska esimerkiksi havupuut toimivat näiden orgaanisten aineiden lähteinä, tätä tutkimusta voidaan hyödyntää arvioitaessa luonnollisista lähteistä tulevien pienhiukkasten vaikutusta ilmastoon.

Ilmastomallien orgaanisten hiukkasten muodostumisen kuvaus perustuu laboratoriokokeisiin, joissa orgaanista kaasua ja sitä hapettavaa kaasua, esim. otsonia, syötetään kammioon. Muodostuneen hiukkasmassan perusteella määritetään kaasussa muodostuvan orgaanisen aineen määrä. Tätä tietoa käytetään malleissa, joilla simuloidaan ilmastoa sekä sen muuttumista. Ilmatieteen laitoksen ja Itä-Suomen yliopiston tutkimuksen mukaan laboratoriomittauksissa ongelmaksi tulee se, että heikoimmin haihtuvat orgaaniset aineet häviävät lähes täysin kammion seiniin ennen kuin mittalaitteilla niitä pystytään havaitsemaan. Kokeissa havaittiin uusien hiukkasten muodostumista, joka viittaa siihen, että kammiossa syntyy lähes välittömästä erittäin heikosti haihtuvia orgaanisia kaasuja (ELVOC, Extremely Low-Volatility Organic Compounds). ELVOC-yhdisteitä ei kuitenkaan ole aikaisemmin havaittu laboratoriokokeissa tai ilmakehässä tehdyissä mittauksissa. Nämä heikoimmin haihtuvat aineet osallistuvat ilmakehän hiukkasten muodostumiseen sekä niiden kasvuun sen kokoisiksi, että ne vaikuttavat auringon säteilyn kulkuun ilmakehässä, sekä pilvien säteilyominaisuuksiin.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Harri Kokkola, puh. 050 433 0312, harri.kokkola@fmi.fi

Kevätpölykausi alkanut aikaisin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Keväinen katupöly huonontaa merkittävästi ilmanlaatua tulevina päivänä erityisesti eteläisessä Suomessa. Katupölykausi on alkanut poikkeuksellisen aikaisin.

Kuva: JPoutanen, Ilmatieteen laitos.

Etenkin keväisin Suomessa kaupunkilaisia vaivaa sankka liikenteen nostattama katupöly. Keväisin pahimpaan katupölyaikaan kaupungeissa mitataan muutaman viikon ajan huomattavan korkeita hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuuksia.

Viime vuosina vuoden pahimmat kevätpölypäivät on mitattu maalis-huhtikuun vaihteessa. – Tänä vuonna ilmanlaatu on heikentynyt katupölyn takia poikkeuksellisen aikaisin, toteaa tutkija Pia Anttila Ilmatieteen laitoksesta.

Katupölyä nousee ilmaan maan kuivuessa, jolloin talven aikana liukkauden vähentämiseksi levitetty ja liikenteen hienontama hiekka ja päällysteestä kulunut mineraaliaines nousee ilmaan liikenteen että tuulen vaikutuksesta. Pahin tilanne on tyypillisesti ruuhka-aikoina vilkkaasti liikennöidyillä katu- ja tieosuuksilla.

Euroopan Unionissa on asetettu ilmansaasteiden pitoisuuksille raja-arvot, joita ei tule ylittää ihmisten terveyden suojelemiseksi. Nämä ilmanlaatustandardit ovat varsin tiukat ja monilla Etelä -ja Keski-Euroopan mailla on vaikeuksia saavuttaa vaadittu ilmanlaadun taso. Useimpien saasteiden pitoisuudet ovat Suomessa kuitenkin monin verroin matalampia kuin ruuhkaisessa Keski- ja Etelä-Euroopassa, ja ilmanlaadun raja-arvotasojen ylittyminen on täällä varsin harvinaista. Viime vuosikymmeninä Suomen ilmanlaatu on tullut yhä paremmaksi.

Ilmanlaadun kehittymistä voi seurata Ilmanlaatuportaalista: www.ilmanlaatu.fi.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Pia Anttila, puh. 029 539 5410, pia.anttila@fmi.fi

http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmanlaatuportaaali

Ilmastonmuutos ja metsät – uutta tutkimustietoa

Metsät reagoivat ilmastonmuutokseen eri alueilla eri tavoin. Joillakin alueilla ilmaston lämpeneminen mahdollistaa metsien leviämisen uusille alueille. Joillakin alueilla ilmaston lämpeneminen lisää puiden vedentarvetta ja samalla aiheuttaa kuivuutta, eli vähentää saatavilla olevan veden määrää. Tämä vähentää metsien kasvua. Ohessa on esitelty muutamia satunnaisesti valittuja uusia tutkimuksia ilmastonmuutoksen vaikutuksesta metsiin eri puolilla maapalloa.

Ihmiskunnan hiilidioksidipäästöistä alle puolet jää ilmakehään, koska sekä meriin että maa-alueille sitoutuu hiiltä ilmakehästä. Maa-alueiden hiilinielu on kaksinkertaistunut 1960-luvulta nykypäivään. Hiilinielun aiheuttajat ja sijainnit ovat vielä suhteellisen huonosti tiedossa. (Phillips ja Lewis)

Kun ihmiskunnan maankäyttö jätetään pois laskuista, loput maa-alueiden hiilinielusta näyttää olevan metsissä. Metsien hiilinielu on jakautunut eri puolille maapalloa. Merkittäviä hiilivirtoja menee pohjoisiin ja lauhkean vyöhykkeen metsiin sekä tropiikin koskemattomiin metsiin. Trooppisten koskemattomien metsien hiilinielu näyttää vähentyneen hieman viime aikoina. Maankäytöstä tulevat hiilipäästöt kumoavat trooppisten koskemattomien metsien hiilinielua, ja tropiikki näyttääkin olevan lähes hiilineutraali tässä mielessä. (Phillips ja Lewis)

Yingchun Liu ja muut ovat arvioineet lämpötilan, sademäärän ja metsien iän vaikutusta maanpinnan yläpuolella olevan biomassan tiheyteen. Tutkimuksessa oli mukana vanhoja metsiä 897 paikalta eri puolilta maapalloa. Tutkimuksessa selvisi, että suurin biomassan tiheys esiintyy keskileveysasteiden metsissä, joissa vuoden keskilämpötila on 8-10 celsiusastetta ja keskimääräinen vuotuinen sademäärä on 1000-2500 millimetriä. Biomassan tiheys on suurimmillaan, kun metsä on 450-500 vuotta vanha. Tämä on suurempi kuin aiemmissa tutkimuksissa, joissa arvio on ollut 100-200 vuotta. Suurin osa tutkimuksen metsistä oli 80-450 vuotta vanhoja, ja niissä hiiltä kertyi enemmän kuolleeseen biomassaan kuin elävään biomassaan.

Pohjois-Amerikka

Metsien kuolleisuuden on havaittu lisääntyneen maapallolla viime aikoina. Tätä ei ole voitu ennustaa nykyisillä kasvillisuusmalleilla. Tutkimusten mukaan kuolleisuuden lisääntyminen johtuu ilmaston ja kilpailun yhteisvaikutuksesta. Tällainen yhteisvaikutus ei ole mukana malleissa, koska yhteisvaikutuksia on vaikea arvioida ja lisäksi tarvitaan säännöllisiä havaintoja yksittäisistä puista pitkältä aikaväliltä.

Clark ja muut ovat arvioineet tekijöiden yhteisvaikutusta Kaakkois-Yhdysvalloissa 20 vuoden havaintomateriaalin perusteella. Heidän mukaansa tekijöiden yhteisvaikutus ohjaa metsien reagointia ilmastonmuutokseen, joten yhteisvaikutusten puuttuminen malleista johtaa epätarkkoihin ennusteisiin. Lisääntynyt kuivuus ei näytä vaikuttavan eniten niihin lajeihin, joiden kasvunopeus reagoi voimakkaimmin sademäärien muutoksiin, vaan niihin lajeihin, jotka ovat riippuvaisia paikallisen ympäristön resursseista. Tutkimuksen tulokset tukevat aiempia arvioita savannien lisääntymisestä Kaakkois-Yhdysvalloissa metsien kustannuksella.

Ueyama ja muut ovat mitanneet hiilidioksidivuota Alaskan sisäosissa sijaitsevassa mustakuusimetsässä vuosien 2003 ja 2011 välillä. Kyseisessä metsässä biomassan määrä ja ekosysteemin hengitys (ihmisen ja eläinten tapaan myös kasveilla on hengittämistä vastaavia toimintoja ja uloshengityksessä niilläkin vapautuu hiilidioksidia ilmakehään) olivat yhteydessä lämpötilaan siten, että lämpeneminen lisäsi sekä biomassan että hengityksen määrää.

Vuotuista hiilidioksiditasapainoa ohjasi kuitenkin lähinnä ekosysteemin hengitys eikä biomassan määrä. Tutkimuksen kattamalla aikavälillä metsä muuttui hiilinielusta hiilen lähteeksi keskiarvon ollessa lähellä nollaa. Ekosysteemin hengityksen lisääntyminen syksyllä oli liitettävissä alueella tapahtuneeseen voimakkaaseen lämpenemiseen syksyllä.

Girardin ja muut ovat selvitelleet kasvillisuuden ja ilmaston yhteyttä toisiinsa Pohjois-Amerikassa. Heidän tuloksiensa mukaan poikkeuksellisen monien mustakuusien kasvu alkoi hidastua 1900-luvun loppupuolella. Kasvun hidastuminen 1900-luvun lopulla on luonteeltaan erilainen kuin kasvun hidastumisjaksot 1800-luvulla. Tuolloin kasvun hidastuminen liittyi aina ilmaston viileään jaksoon. Viimeaikainen kasvun hidastuminen on kuitenkin tapahtunut hyvin lämpimän ilmastojakson aikana. Näyttää siltä, että ilmaston lämpeneminen saa kasvit tarvitsemaan enemmän vettä ja kun vettä ei ole enempää, kasvu hidastuu. Tutkijoiden mukaan myös merijään väheneminen arktisella alueella on vaikuttanut asiaan, koska merijään määrä vaikuttaa kosteusolosuhteisiin.

Keski-Amerikka

Feeley ja muut ovat tarkastelleet puulajien leviämistä korkeammalle vuoristoon Costa Ricassa ilmaston lämmetessä. Tutkimuksessa laskettiin puulajit vuosittain kymmeneltä hehtaarin kokoiselta koealalta, jotka sijaitsivat eri korkeuksilla. Korkeus vaihteli välillä 70-2800 metriä merenpinnasta. Tutkimuksen tuloksien mukaan koealoilla aiemmin matalalla kasvaneet puulajit lisääntyivät. Puulajien arvioitu siirtymisnopeus korkeammalle oli kuitenkin hiukan ennustettua hitaampaa.

Puulajien siirtymisen havaittiin johtuvan siitä, että korkeammalla elämään tottuneiden puulajien yksilöitä kuoli enemmän kuin matalalla elämään tottuneiden lajien yksilöitä. Tämä viittaa siihen, että monien trooppisten puulajien saattaa olla vaikea sopeutua tulevaan lämpimämpään ilmastoon. Sellaisten lajien tulevaisuus riippuu siitä, miten hyvin ne pystyvät siirtymään uusille alueille, joissa on niille sopivampi ilmasto. Yhä korkeammalle vuoristoon mentäessä maapinta-ala vähenee, joten tilaa eri puulajeille on vähemmän.

Eurooppa

Shuman ja muut ovat arvioineet hiilen kertymistä Venäjän metsiin. Tutkimuksen tuloksien mukaan metsiin kertyisi reilusti hiiltä maanpinnan yläpuolelle, jos metsien annettaisi vanheta 150-vuotiaiksi ennen puiden kaatamisen aloittamista. Tutkijoiden mielestä on kuitenkin epätodennäköistä, että metsät saisivat olla rauhassa niin kauan.

Pensaiden ja puiden odotetaan leviävän arktiselle tundralle ilmaston lämmetessä. Pohjois-Siperiassa tästä on toistaiseksi ollut melko vähän todisteita. Frost ja Epstein ovat tutkineet pensaiden ja puiden esiintymisen muutoksia 11 alueella Pohjois-Siperian tundralla. Tutkimuksessa vertailtiin 1960-luvun satelliittivalokuvia nykyisiin. Puiden ja pensaiden kattama alue lisääntyi yhdeksällä alueella. Leppien esiintymisalue lisääntyi Luoteis-Siperian viidellä tutkimusalueella noin 5-25 prosenttia. Taimyrin niemimaalla ja Pohjois-Siperian alangolla lehtikuusien esiintymisalueet lisääntyivät noin 3-7 prosenttia kolmella tutkimusalueella, mutta neljännellä alueella esiintymisalueet vähenivät ikiroudan sulamisen takia. Itä-Siperiassa yhdellä tutkimusalueella lepän ja männyn esiintymisalueet lisääntyivät noin kuusi prosenttia, mutta toisella tutkimusalueella ei tapahtunut huomattavaa muutosta.

Keskimääräinen kesälämpötila on noussut suurimmalla osalla tutkimusalueista 1960-luvun puoliväliin verrattaessa, mutta esiintymisalueiden laajeneminen ei ole ollut voimakkaasti yhteydessä lämpötilan muutokseen. Esiintymisalueiden laajeneminen oli voimakkaammin yhteydessä sademäärien muutokseen. Puut ja pensaat näyttävät siis olevan leviämässä Pohjois-Siperian tundralle. Leviämisnopeus vaihtelee kuitenkin huomattavasti alueittain. Huomattavia muutoksia saattaa tapahtua jo muutamassa vuosikymmenessä kosteilla pensasvoittoisilla alueilla, kuten Luoteis-Siperiassa. Muutokset tapahtuvat hitaammin mannermaisemmissa olosuhteissa Keski- ja Itä-Siperiassa.

Mazza ja Manetti ovat tutkineet mäntyihin kuuluvan pinjan kasvumuutoksia Italiassa Tyrrhenanmeren (välimeren alue Italian mannerosan, Sardinian ja Sisilian välissä) rannikolla. Tutkimuksien mukaan pinjojen kasvussa näkyi erityisesti merkitsevää hidastumista ja vähäisemmän kasvun ajanjaksoja. Kaksi 20 vuoden jaksoa alkaen 1920-luvulta ja 1970-luvulta olivat pinjojen kasvun kannalta huonoimmat. Voimakkaamman kasvun kausia sääteli eniten sademäärä. Sademäärän kasvu vaikutti monen vuoden ajalla maaperään imeytyneen kosteuden ansiosta.

Büntgen ja muut ovat selvitelleet männyn kasvua Espanjassa (kyseessä on sama mäntylaji kuin Suomessa kasvava). He mittasivat vuosirenkaiden leveyden 871 männystä 18 alueelta Keski-Espanjassa. Vuosirenkaiden leveyden vaihtelut ovat voimakkaasti yhteydessä vuorokauden lämpötilaeron (vuorokauden maksimi- ja minimilämpötilan erotus) muutokseen 1950-luvulta lähtien. Pohjois-Atlantin oskillaatio näkyy vaihteluna vuosirenkaiden leveydessä. Pitkällä aikavälillä mäntyjen kasvu hidastuu, mikä näyttää olevan yhteydessä Keski-Espanjan pitkäaikaiseen kuivumistrendiin, joka alkoi 1970-luvulla. Ilmastomallien simulaatioiden perusteella tämä muutos tulee jatkumaan koko kuluvan vuosisadan ajan, joten alueen ekologiassa on odotettavissa muutoksia.

Aasia

Hongyan Liu ja muut ovat selvitelleet metsien muutoksia Keski-Aasiassa ilmaston lämmetessä. Alueelta on toistaiseksi ollut melko vähän tietoa ilmaston vaikutuksesta metsiin. Tutkimuksen tuloksien mukaan vuodesta 1994 jatkunut puiden kasvun hidastuminen rajoittuu puolikuivilla alueilla kasvaviin metsiin. Puolikuivilla alueilla ilmaston lämpeneminen on voimistanut kasvien tarvetta saada vettä ja puiden kasvu on hidastunut veden puutteen takia. Vedenpuute on lisäksi pahentunut lisääntyvän kuivuuden takia. Myös tulipalot, kasvitaudit ja hyönteistuhot ovat lisääntyneet viime aikoina. Ilmaston lämpenemisen jatkuessa vedenpuutteen odotetaan lisääntyvän. Tämä saattaa johtaa Keski-Aasian puolikuivilla alueilla kasvavien metsien vähenemiseen.

Wu ja muut ovat tarkastelleet puiden kasvua Luoteis-Kiinassa Tianshanin vuoristossa. Kyseisellä alueella tärkeä puiden kasvua rajoittava tekijä on maaperän kosteus. Tutkimuksessa havaittiin puiden kasvun erojen eri vuosien välillä olevan yhteydessä huhtikuun lämpötilaan 1970-luvulta alkaen siten, että lämpimämpi huhtikuu aiheutti vähäisempää puiden kasvua. Näyttää siis siltä, että kevään lämpeneminen hidastaa puiden kasvua. Tutkijoiden mukaan tämä johtuu siitä, että lämpimämpi kevät kuivattaa maaperää, jolloin puut eivät saa tarpeeksi vettä ja kasvu hidastuu.

Australia

Rawal ja muut ovat tutkineet Australiassa kasvavien kuuden Eukalyptus-puulajin kasvun muutoksia ilmaston muuttuessa. Tutkimuksen puulajeista kolme oli lämpimistä ja kuivista metsistä sekä kolme viileistä ja kosteista metsistä. Lämpimissä ja kuivissa metsissä elävät lajit osoittautuivat kestävämmäksi korkeammille lämpötiloille ja kuivemmille olosuhteille kuin viileissä ja kosteissa metsissä elävät lajit. Ilmastonmuutoksen odotetaan muuttavan olosuhteet Australiassa lämpimämmiksi ja kuivemmiksi, joten viileissä ja kosteissa metsissä elävien lajien kasvu saattaa taantua ilmaston muuttuessa, kun taas lämpimien ja kuivien metsien lajit saattavat pystyä säilyttämään nykyisen kasvuvauhdin.

Lähteet:

Ulf Büntgen, Fernando Martínez-Peña, Jorge Aldea, Andreas Rigling, Erich M. Fischere, J. Julio Camarero, Michael J. Hayes, Vincent Fatton, Simon Egli, Declining pine growth in Central Spain coincides with increasing diurnal temperature range since the 1970s, Global and Planetary Change, Volume 107, August 2013, Pages 177–185, http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.05.013. [tiivistelmä]

James S. Clark, David M. Bell, Matthew C. Kwit, Kai Zhu, Competition-interaction landscapes for the joint response of forests to climate change, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12425. [tiivistelmä]

Kenneth J. Feeley, Johanna Hurtado, Sassan Saatchi, Miles R. Silman, David B. Clark, Compositional shifts in Costa Rican forests due to climate-driven species migrations, Global Change Biology, Volume 19, Issue 11, pages 3472–3480, November 2013, DOI: 10.1111/gcb.12300. [tiivistelmä]

Gerald V. Frost, Howard E. Epstein, Tall shrub and tree expansion in Siberian tundra ecotones since the 1960s, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12406. [tiivistelmä]

Martin P. Girardin, Xiao Jing Guo, Rogier De Jong, Christophe Kinnard, Pierre Bernier, Frédéric Raulier, Unusual forest growth decline in boreal North America covaries with the retreat of Arctic sea ice, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12400. [tiivistelmä]

Hongyan Liu, A. Park Williams, Craig D. Allen, Dali Guo, Xiuchen Wu, Oleg A. Anenkhonov, Eryuan Liang, Denis V. Sandanov, Yi Yin, Zhaohuan Qi, Natalya K. Badmaeva, Global Change Biology, Volume 19, Issue 8, pages 2500–2510, August 2013, DOI: 10.1111/gcb.12217. [tiivistelmä]

Yingchun Liu, Guirui Yu, Qiufeng Wang, Yangjian Zhang, How temperature, precipitation and stand age control the biomass carbon density of global mature forests, Global Ecology and Biogeography, DOI: 10.1111/geb.12113. [tiivistelmä]

Gianluigi Mazza, Maria Chiara Manetti, Growth rate and climate responses of Pinus pinea L. in Italian coastal stands over the last century, Climatic Change, September 2013, DOI: 10.1007/s10584-013-0933-y. [tiivistelmä]

Oliver L. Phillips, Simon L. Lewis, Evaluating the Tropical Forest Carbon Sink, Global Change Biology, 2013, DOI: 10.1111/gcb.12423. [tiivistelmä]

Deepa S. Rawal, Sabine Kasel, Marie R. Keatley, Cristina Aponte, Craig R. Nitschke, Environmental effects on growth phenology of co-occurring Eucalyptus species, International Journal of Biometeorology, October 2013, DOI: 10.1007/s00484-013-0756-6. [tiivistelmä]

Jacquelyn K Shuman et al 2013, Assessment of carbon stores in tree biomass for two management scenarios in Russia, Environ. Res. Lett. 8 045019 doi:10.1088/1748-9326/8/4/045019. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Masahito Ueyama, Hiroki Iwata, Yoshinobu Harazono, Autumn warming reduces the CO2 sink of a black spruce forest in interior Alaska based on a nine-year eddy covariance measurement, Global Change Biology, 2013, DOI: 10.1111/gcb.12434. [tiivistelmä]

Xiuchen Wu et al 2013, Prolonged limitation of tree growth due to warmer spring in semi-arid mountain forests of Tianshan, northwest China, Environ. Res. Lett. 8 024016 doi:10.1088/1748-9326/8/2/024016. [tiivistelmä, koko artikkeli]