Tutkimusalus Aranda siirtymässä biopolttoaineeseen – lämmitykseen käytetään jo kierrätysraaka-aineista valmistettua bioöljyä

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

Aranda alkaa käyttää polttoaineena Uudessakaupungissa valmistettua bioöljyä. Kuva: Juha Flinkman, SYKE.

Suomen ympäristökeskus ja VG-Shipping Oy tiedottaa

Merentutkimusalus Arandan hiilikuormitus vähenee merkittävästi, kun se alkaa käyttää polttoaineena kotimaista, elintarviketeollisuuden sivuvirroista kuten käytetyistä kasviöljyistä sekä kalanperkuujätteistä valmistettua bioöljyä. Alkuvuodesta alusta ryhdyttiin jo lämmittämään bioöljyllä.

”Laivan miehistö ja aluksella vierailleet ovat huomanneet, miten lämmityskattilasta leijailevat tuoksut tuovat mieleen perienglantilaisen fish and chipsin eli pakokaasujen tuoksu kertoo polttoaineen alkuperän hyvin.”

”Kokeet jatkuvat nyt siten, että aluksen pääkoneissa aletaan seuraavilla matkoilla polttaa mineraalipohjaisen meridieselin ja bioöljyn sekoitusta, ja haetaan optimaalista suhdetta, jolla koneet käyvät hyvin ja taloudellisesti mahdollisimman suurella bioöljyn osuudella. Aluksella käytettävä jätepohjainen bioöljy valmistetaan varustaja VG-Shippingin tuotantolaitoksella Uudessakaupungissa. Mitä suurempi bioöljyn osuus polttoaineessa on, sitä pienempi on aluksen hiilikuorma”, kehittämispäällikkö Juha Flinkman SYKEn merikeskuksesta kertoo.

”Tutkimusalus Aranda rakennettiin 1980-luvun loppupuolella kun tarvittiin uusi, jääoloihin sopiva alus suomalaisen merentutkimuksen tarpeisiin. Arandan oli tarkoitus olla suomalaisen laivanrakennusosaamisen näyteikkuna. Varsin hyvin vuonna 1989 käyttöön otettu Aranda onkin tässä onnistunut, mitään isompia muutoksia siihen ei ole tarvinnut tehdä”,

Aranda uudistuu muutoinkin

Uudet yhteistyökumppanit tuovat lisää matkapäiviä Arandan vuosiohjelmaan: Luonnonvarojen tutkimuskeskus LUKE tekee vuosittaiset merikalakantojen arviointimatkat Arandalla ja Ruotsin Meteorologinen ja Hydrologinen tutkimuslaitos SMHI käyttää Arandaa Itämeriseurantaansa yhteistyössä merikeskuksen kanssa.

Uudistuminen ei rajoitu vain uusiin, kustannustehokkuutta lisääviin yhteistyöhankkeisiin. Vuoden vaihteesta käynnistynyt kolmas sopimuskausi varustamo VG-Shippingin kanssa tuo mukanaan merkittäviä teknologiamuutoksia, jotka vähentävät Arandan ympäristökuormaa. SYKEn sertifioitu ympäristöjärjestelmä EKOSYKE on todennut, että Arandan hiilikuorma on yksi suurimpia yksittäisiä lähteitä SYKEn toiminnassa. Tätä kuormitusta on jo vähennetty tekemällä yhteistyössä varustamon kanssa Arandalle energiatehokkuusselvitys, jonka seurauksena mm. tutkimusmatkojen huolellisella suunnittelulla on päästy pienempään polttoainekulutukseen.

Aranda sai myös viime vuonna merkittävän määrärahan koko aluksen uudistamiseksi siten, että se täyttää sille asetetut tehtävät elinkaarensa päähän 2030-luvulle. Nyt aloitettu polttoaineuudistus ja vuosina 2015 – 2018 tehtävät uudistukset tekevät Arandasta paitsi kustannustehokkaan ja monipuolisen, monien yhteistyötahojen käytössä olevan tutkimusinfrastruktuurin, myös yhden vähiten ympäristöä kuormittavista aluksista Itämerellä ja arktisilla merillä.

Arandalla on avoimet ovet 16.4. klo 14-19 Helsingin Etelärannassa. Kaikille avoimessa ja maksuttomassa tilaisuudessa pääsee tutustumaan tutkimuslaitteisiin, laboratorioihin ja komentosiltaan sekä keskustelemaan Itämeren tilasta tutkijoiden kanssa.

Lisätietoja:

Kehittämispäällikkö Juha Flinkman SYKEn merikeskus p. 0295 251115 etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Ylitarkastaja Jukka Pajala, SYKEn merikeskus p. 0400 920 922 etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Projektipäällikkö Emilia Mustonen, VG-Shipping Oy, p. 041 507 3267 etunimi.sukunimi@meriaura.fi

Linkit:

Tutkimusalus Aranda

Arandalla avoimet ovet 16.4.

Suo, kuokka – ja ilmastovaikutukset

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Soiden kuivaus ja muokkaus aiheuttavat ilmastoa lämmittäviä kasvihuonekaasupäästöjä. Pohjoisen pallonpuoliskon soilta kerätty uusi havaintoaineisto osoittaa, että maatalouskäyttöön otetuilla soilla on suuri lämmitysvaikutus. Ojitettujen suometsien ilmastovaikutukset ovat epävarmempia ja vaihtelevat suotyypin mukaan.

Siikaneva. Kuva: Janne Rinne

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) -lehdessä vastikään ilmestyneessä tutkimusartikkelissa selvitettiin, miten soiden muokkaaminen muuttaa kasvihuonekaasujen vaihtoa soiden ja ilmakehän välillä. Kansainvälinen tutkimus osoittaa, että muokkauksen ilmastovaikutuksen määrittämiseksi on tärkeää tarkastella paitsi hiilidioksidin, myös metaanin ja ilokaasun vaihdon muutoksia.

Tulosten mukaan soiden muokkaaminen maatalouskäyttöön lämmittää ilmastoa voimakkaasti, sillä viljeltyjen soiden turve hajoaa nopeasti ja vapauttaa näin turpeeseen sitoutunutta hiiltä ilmakehään.

– Vaikka hiiltä myös sitoutuu tuotettuun satoon ja metaanipäästöt pääosin pienenevät, kokonaisarviossa on otettava huomioon viljelykasveihin sitoutuneen hiilen nopea paluu ilmakehään. Metsätalouteen otettujen soiden päästöt vaihtelevat enemmän ja riippuvat muun muassa alkuperäisestä suotyypistä ja metsänhakkuista, sanoo Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Annalea Lohila.

Uusi laskentatapa soiden käytön ilmastovaikutusten ymmärtämiseksi

Luonnontilaiset suot poistavat ilmakehästä hiilidioksidia, mutta toisaalta päästävät sinne metaania. Sekä hiilidioksidi että metaani ovat kasvihuonekaasuja, joiden pitoisuuden kasvu ilmakehässä aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Soiden hiilitaseisiin ja metaanipäästöihin vaikuttaa paitsi ilmaston muuttuminen myös ihmisen suora toiminta, muun muassa soiden muokkaaminen pelloiksi ja metsiksi.

Kun suo otetaan maa- tai metsätalouskäyttöön, sen ojittaminen vapauttaa tuhansien vuosien aikana turpeeksi kertynyttä hiiltä hiilidioksidina ilmakehään. Myös ilokaasupäästöt kasvavat. Toisaalta luonnontilaisille soille tyypilliset suuret metaanipäästöt loppuvat. Koska näiden muutosten vaikutukset ilmastoon ovat vastakkaissuuntaisia, soiden ilmastovaikutuksen arvioiminen on vaikeaa.

-Soiden kuivatuksen ilmastovaikutuksen ymmärtämiseksi eri kasvihuonekaasujen vaikutukset täytyy pystyä yhteismitallistamaan. Tätä tarkoitusta varten tutkimuksessamme käytettiin laskennallista ilmastopakotetta, joka ottaa huomioon hiilidioksidin, metaanin ja ilokaasun erilaiset eliniät ja lämmitystehot ilmakehässä, kertoo Helsingin yliopiston professori Janne Rinne.

Ainutlaatuista havaintotietoa eri puolilta pohjoista pallonpuoliskoa

Tutkimuksen aineisto pohjautuu FLUXNET-mittausasemien havaintoihin. Maailmanlaajuinen FLUXNET-verkosto tuottaa yhtenäisillä menetelmillä mitattua tietoa ekosysteemien ja ilmakehän välisestä vuorovaikutuksesta, erityisesti kasvihuonekaasujen sitoutumisesta ja vapautumisesta.

– Tutkimus on ensimmäinen, jossa hyödynnettiin verkoston tuottamaa ympärivuotista mittausaineistoa paitsi hiilidioksidin myös metaanin ja ilokaasun vaihdosta ilmakehän ja soiden välillä, Lohila toteaa.

Tutkimuksen aineisto on kerätty 29:llä pohjoisen pallonpuoliskon suolla. Näistä viisi sijaitsee Suomessa: Jokioisten Kuuma, Lopen Kalevansuo ja Kittilän Lompolojänkkä (Ilmatieteen laitoksen tutkimussuot), Juupajoen Siikaneva (Helsingin yliopisto) ja Joensuun Linnansuo (Itä-Suomen yliopisto). Työn keskeinen osa oli eri kaasujen ilmastovaikutusten yhteismitallistamiseen tarvittava ilmastopakotelaskenta, joka tehtiin Ilmatieteen laitoksessa.

Lompolojänkkä ja Siikaneva kuuluvat eurooppalaiseen kasvihuonekaasujen seurantajärjestelmään (ICOS), jossa Suomesta mukana ovat Ilmatieteen laitos sekä Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot. Verkoston päämaja sijaitsee Helsingin Kumpulassa.

Tutkimustyöhön osallistui tutkijoita useista Euroopan maista, Pohjois-Amerikasta, Kiinasta ja Venäjältä. Suomesta mukana oli tutkijoita Ilmatieteen laitokselta, Helsingin yliopistosta ja Itä-Suomen yliopistosta.

Julkaisun tiedot:

The uncertain climate footprint of wetlands under human pressure http://www.pnas.org/content/early/2015/03/19/1416267112.abstract

A.M.R. Petrescu, A. Lohila, J.-P. Tuovinen, D. Baldocchi, A.R. Desai, N. T. Roulet, T. Vesala, A.J. Dolman, W.C. Oechel, B. Marcolla, T. Friborg, J. Rinne, J. Hatala Matthes, L. Merbold, A. Meijide, G. Kiely, M. Sottocornola, T. Sachs, D. Zona, A. Varlagin, D.Y.F. Lai, E. Veenendaal, F.J.W. Parmentier, U. Skiba, M. Lund, A. Hensen, J. van Huissteden, L.B. Flanagan, N. Shurpali, T. Grünwald, E. Humphreys, M. Jackowicz-Korczynski, M. Aurela, T. Laurila, C. Grüning, C.A.R. Corradi, A.P. Schrier-Uijl, T.R. Christensen, M. P. Tamstorf, M. Mastepanov, P.J. Martikainen, S.B. Verma, C. Bernhofer, A. Cescatti. 2015. The uncertain climate footprint of wetlands under human pressure. Proceedings of the National Academy of Sciences vol. 112 no. 11 March 17, 2015

Lisätietoja:

ICOS: www.icos-infrastructure.eu

Erikoistutkija Annalea Lohila, Ilmatieteen laitos, puh. 029-539 5498, annalea.lohila@fmi.fi

Professori Janne Rinne, Helsingin yliopisto, geotieteiden ja maantieteen laitos, puh. 029-415 0574, janne.rinne@helsinki.fi

Akatemiaprofessori Timo Vesala, Helsingin yliopisto, fysiikan laitos, puh. 040 577 9008, timo.vesala@helsinki.fi

Faktantarkastus: Onko tuulivoima kehittynyt tasolle, jossa se voi markkinaehtoisesti kilpailla uuden ydinvoimalla tuotetun sähkön kanssa

Blogissaan kansanedustajaehdokas Lilja Tamminen (vihr.) käsittelee sähköntuotannon kustannuksia, hintoja ja investointien kannattavuutta. Johtopäätöksiin hän kirjoittaa tarkastettavaksi päätyneen väitteen:

”Tuulivoima on kehittynyt tasolle, jossa se voi markkinaehtoisesti kilpailla uuden ydinvoimalla tuotetun sähkön kanssa, vaikka ydinvoimaa ei rakennettaisi markkinaehtoisesti. Suurin etu tulee tuulivoiman rakentamisen pienestä investointiriskistä verrattuna suurvoimaloiden poliittistaustaisiin ennusteisiin, jotka tapaavat paisua vähintään 2-3-kertaisiksi oikeassa maailmassa.”

Blogi

***

Maalle rakennettavan tuulivoiman tämänhetkiset tuotantokustannukset ovat karkeasti samalla tasolla länsimaisen ydinvoiman kanssa, mutta laskelmien takana olevat oletukset (diskonttokorko, integrointikustannukset ja niiden kehitys eri tuotantomuotojen yleistyessä) vaikuttavat vertailukustannuksiin merkittävästi. Väite myös sisältää keskenään ristiriitaisia oletuksia ja turhan yleistäviä vertailuja ja kommentteja, joista jäljempänä lisää. Väitteen toteaminen täysin vääräksi tai oikeaksi on mutkikasta ja riippuu oletuksista, esimerkiksi siitä miten ”markkinaehtoinen” määritellään. Väite pitää paikkansa ympäristössä, jossa esimerkiksi:

1. Oletetaan että tuulivoimaa on verkossa suhteellisen vähän ja/tai
2. Muuta, säätämiseen kykenevää kapasiteettia on riittävästi ja/tai
3. Tuulivoiman tuottaja ei joudu erikseen vastaamaan säädön tai laajemman integroinnin kustannuksista
4. Tarkastellaan tuotannon hintaa suhteellisen lyhyellä ajanjaksolla (korkeahko diskonttokorko)

Kaikki ehdot pitävät tällä hetkellä paikkansa Suomessa, mutta tämä ympäristö ei ole markkinaehtoinen, eikä se pysy samanlaisena jos tuulivoimaa lisätään voimakkaasti (tästä jäljempänä lisää). Investoinnin tuottojen tarkastelun aikaväli, johon vaikutetaan käyttämällä joko suurta tai pientä diskonttokorkoa, on myös ratkaisevassa asemassa kun tarkastellaan eri tuotantovaihtoehtojen LCOE-hintoja (levelized cost of electricity). LCOE-hintoja ja diskonttokorkoja ei käsitellä tässä tarkemmin, mutta yhteenvetona IPCC:n mukaan suurella diskonttokorolla (~10%) ydinvoima on tuulivoiman kanssa karkeasti samaa hintaluokkaa, kun se pienemmällä korolla on sitä reilusti edullisempaa, johtuen ydinvoimaloiden pidemmästä elinkaaresta.

Kirjoittaja kehottaa artikkelissaan rakentamaan tuulivoimaa ”paljon”, joten emme voi olettaa tuulivoiman kustannukseksi pelkästään tämän hetken ”marginaalikustannusta”, eli seuraavan voimalaitoksen kustannusta suhteessa arvioituun sähkön markkinahintaan. Tuulivoimaa on Suomessa tällä hetkellä rakenteilla ja suunnitteilla monella mittarilla paljon.

”Suurvoimaloiden poliittistaustaiset ennusteet, jotka tapaavat paisua vähintään 2-3 kertaiseksi oikeassa maailmassa” on heikosti perusteltu ja turhan yleistävä väite. Näin on toki tapahtunut joissain tapauksissa – joskin esimerkiksi Olkiluoto 3:n tapauksessa kustannusten maksaja on vielä epäselvä sillä AREVA toimittaa sen avaimet käteen hinnalla – mutta tämän yleistäminen ”oikeaan maailmaan”, jossa ydinvoimaloita yleensä rakennetaan  paremmin budjetissa pysyen (isoissa rakennushankkeissa ylipäätään budjettiylitykset ovat varsin tavallisia, mutta 2-3 kertaiset harvinaisempia) on turhaa kärjistämistä. Artikkelissa eri hintojen ja kustannusten (tariffi, sähkön markkinahinta, LCOE-hinta, tuet, omakustannehinta) vertailut menevät keskenään hieman sekaisin. Kirjoittaja myös rohkeasti ennustaa sähkön hintatasoa 2030-luvulle, ja jättää huomiotta sen, että Suomeen Mankala-periaatteella rakennettavien ydinvoimaloiden keskeinen tarkoitus on pienentää ja hajauttaa omistajilleen sähkön hintariskiä tulevaisuudessa (ja lisätä sen ennustettavuutta), kun omistajat tietävät millä hinnalla Mankala-yhtiön omakustannehinnalla myytävä sähkö on tulevaisuudessa saatavilla.

Tuulivoiman markkinaehtoisuus
Tuulivoimaa ei ole rakennettu, eikä tällä hetkellä rakenneta markkinaehtoisesti merkittäviä määriä juuri missään. Sen rakentaminen on seurannut varsin tarkasti siitä maksettavia takuuhintoja ja tukia. Tuulivoima on myös riippuvainen siitä, että jokin muu tuotantomuoto hoitaa sen tarvitseman säädön, eli lisää tuotantoa silloin kun tuuli laantuu ja vähentää tuotantoa silloin kun tuuli yltyy, jotta sähköverkko pysyy toiminnassa ja laitteita ei rikkoudu. Tämän integroinnin kustannus on esimerkiksi Suomessa vielä pieni, mutta se nousee kun tuulivoiman osuus verkossa nousee. Oheisessa kuvassa on eräs arvio^[1] tuulivoiman integrointikustannusten kehityksestä tuulivoiman markkinaosuuden kasvaessa, mutta on syytä muistaa että nämä perustuvat monimutkaisia järjestelmiä kuvaaviin mallinnuksiin, joissa joudutaan tekemään runsaasti oletuksia. Käyrä ei myöskään pyri kuvaamaan Suomen ympäristöä.

Tuulivoiman rakennuttajan riskit
Kuten kirjoittaja toteaa, takuuhinta poistaa rakentajalta merkittävän osan riskistä. Sellaisilla markkinoilla, joilla takuuhintaa tai muita merkittäviä tukia ei ole, rakentajan riskiksi nousee myös se, että iso osa melko laajankin alueen tuulivoimaloista tuottavat sähköä samanaikaisesti^[2]. Tämä johtaa tuotannon voimakkaaseen vaihteluun. Suomessa tuulivoiman teho on 2015 aikana (8.3. mennessä) vaihdellut karkeasti 5 ja 450 megawatin välillä, kun asennettu kapasiteetti on noin 627 MW. Tämä alentaa tuulisena hetkenä sähkön markkinahintaa (sitä voimakkaammin mitä enemmän kapasiteettia on rakennettu), josta kärsivät ennen kaikkea tuulivoiman tuottajat, mutta myös muut sähköntuottajat, jotka joutuvat säätämään tuotantotehojaan ja siten laitostensa käyttökerrointa alemmas ja myymään osan sähköstä matalampaan hintaan. Niinpä väitteen oletus pienestä investointiriskistä pätee vain, mikäli tuulivoimaa on niin vähän, että se ei merkittävästi vaikuta sähkön hintaan tuulisina päivinä. Korjattu 18.3.2015: Suomen takuuhinta-käytäntö poistaa vain osan tästä riskistä, sillä tuulivoiman tuottaja saa kvartaalin sähkön keskihinnan ja luvatun takuuhinnan välisen eron. Tämä on ominaisuus jota monissa muissa syöttötariffijärjestelmissä ei yleensä ole. (Huom! Kvartaalin keskihinta voi olla korkeampi kuin markkinoille myydyn tuulisähkön keskihinta, joten tämä osa hintariskiä sisältyy tuulivoiman rakentajalle – tuulivoiman tuottaja tässä mielessä hyötyy siitä, että markkinoilla on muuta edullista tuotantokapasiteettia riittävästi, joka pitää myös kvartaalin keskihinnan matalana. Kiitos Jari Ihoselle tästä korjauksesta.)

Eri tuotantomuotojen ulkoiset kustannukset
Nykyinen järjestelmä ei ole markkinaehtoinen moniltakaan osin. Erityisesti polttamisen (biomassa/turve, maakaasu, kivihiili, öljy) kustannukset eivät ole mukana niiden hinnassa, vaan ympäristön ja yhteiskunnan maksettavina. Tämä tekee tällä hetkellä lähes kaikesta vähäpäästöisestä energiantuotannosta suhteessa kallista ja heikentää sen kilpailukykyä.

Kansainvälisen kestävän kehityksen instituutin (IISD) 2011 tekemä eri tutkimuksia yhdistelevä selvitys^[3] toteaa, että ydinvoiman ulkoiskustannukset ovat 1,4 –  8,7 euroa tuotettua megawattituntia kohden. Tämä sisältää sekä onnettomuuksien vaikutukset (myös “vakuutustuen”), että muut vaikutukset. EU:n ympäristöviraston vuonna 2008 tekemässä katsauksessa käytetään arviota 2,5 euroa/MWh. Luvun mainitaan olevan aikaisempia arvioita merkittävästi korkeampi, mutta olettavan, että uudet reaktorit ovat vanhoja selvästi turvallisempia (mikä on näkynyt myös niiden rakennuskustannuksissa). Vaikka eri energiamuotojen ulkoiskustannusten vertailu onkin vaikeaa ja lukuja täytyy pitää vain suuntaa-antavina, päätyi IISD tulokseen, että uusiutuvien ulkoiskustannukset olivat samaa luokkaa tai suuremmat kuin ydinvoimalla. Fossiilisten ulkoistamat kustannukset olivat useita kertoja suuremmat verrattuna ydinvoimaan ja uusiutuviin. Uusiutuvien niputtaminen yhteen kategoriaan tosin on ongelmallista, sillä se sisältää toisistaan poikkeavia tuotantomuotoja.

		€/MWh
Fossiiliset polttoaineet	Suora rahallinen ja T&K-tuki	0,72 – 5,1
	Ulkoiskustannukset	5,1 – 172,5
Ydinvoima	Suora rahallinen ja T&K-tuki	3,6 – 84,1
	Ulkoiskustannukset	1,4 – 8,7
Uusiutuvat	Suora rahallinen ja T&K-tuki	12,3 – 111,6
	Ulkoiskustannukset	1,4 – 23,2

Vertailun ongelmista
Tuulivoiman kustannusten vertaileminen ydinvoiman kustannuksiin on mutkikasta ja vaikeaa. Huomioitavia seikkoja on runsaasti, ja tarjolla on lähteitä, joissa oletuksia on tehty monenlaisin perustein ja monesti puutteellisesti tai painottuneesti esimerkiksi ulkoiskustannusten tai integrointikustannusten osalta. Markkinahintojen, takuuhintojen, tuotantokustannusten ja ulkoistettujen kustannusten vertailu keskenään on vaikeaa ja niiden sekoittaminen keskenään helppoa. Investointeja vertaillaan myös käyttäen apuna diskonttokorkoa, jonka valitsemalla pieneksi tai suureksi voi suosia lyhytikäisiä tai pitkäikäisiä investointeja. Tulevaisuuden sähkön hintojen ennustaminen nyt on puolestaan todella epävarmaa, ja riippuu monista muuttujista joista emme yksinkertaisesti voi olla varmoja. Näitä ovat talouden kehitys, teollisuuden tuotantonäkymät, ympäröivien toimijoiden tekemät toimenpiteet ja esimerkiksi se, mitä toimenpiteitä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi aletaan tehdä. Tilannetta voi hahmottaa esimerkiksi sillä, että moniko osasi 10 vuotta sitten ennustaa nykyisen sähkön alhaisen hinnan?

Kirjoittajat: Rauli Partanen ja Aki Suokko
Faktantarkastuksen koordinoijia (energia- ja ilmastopolitiikka)
Tämä kirjoitus julkaistiin Faktabaarissa 17.3.2015
Faktantarkastuspyyntöjä voi lähettää tämän lomakkeen avulla.

Loppuviitteet ja käytetyt lähteet

^[1] Ueckerdt, F., Hirth, L., Luderer, G., & Edenhofer, O. (2013). System LCOE: What are the costs of variable renewables ? Energy, 63, 61–75. doi:10.1016/j.energy.2013.10.072

^[2] Tätä ongelmaa voidaan pienentää parantamalla siirtoyhteyksiä ja luomalla suurempia sähkön markkina-alueita, mutta nämä vaikuttavat sekä kustannuksiin että tarkastelun muihin ehtoihin.

^[3]Kitson, L., Wooders, P., Moerenhout, T. (2011) Subsidies and External Costs in Electric Power Generation: A comparative review of estimates. International Institute for Sustainable Development (IISD)/Global Subsidies Initiative. Winnipeg. s. 23.  http://www.iisd.org/gsi/sites/default/files/power_gen_subsidies.pdf

Ilmakehätutkimuksen huippuryhmät tiivistivät yhteistyötään Suomessa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmakehätutkimuksen keskus INAR (National Institute for Integrated Atmospheric and Earth System Science) tuo yhteen Helsingin yliopiston, Itä-Suomen yliopiston, Tampereen teknillisen yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen kansainvälisen huipputason tutkimusryhmät, jotka ovat pitkäjänteisesti yli 30 vuotta tutkineet ilmastonmuutokseen liittyviä ilmiöitä. Tutkimusverkoston tarkoituksena on luoda Suomeen kansainvälisesti johtava osaamiskeskittymä ilmakehä- ja geotieteiden alalle.

Kuva: Juho Aalto.

– Ilmastotutkimus edellyttää monen tieteenalan ja tiedeyhteisön yhteistä ponnistusta. Yksi tutkija tai yksittäinen tutkimusryhmä ei voi ratkaista ilmastonmuutokseen liittyviä kysymyksiä, vaan suurimmat oivallukset syntyvät yhdessä, sanoo akatemiaprofessori Markku Kulmala Helsingin yliopistosta.

Isosta mittausdatasta saa yksityiskohtaista tietoa ilmastonmuutoksen perusteista

Ilmastotutkimuksessa on keskeistä selvittää, miten ilmastonmuutos vaikuttaa luonnon järjestelmään eli maan, merien, ilmakehän ja napa-alueiden välisiin kytkentöihin. Lisäksi on tutkittava ihmisten toiminnan, kuten fossiilisten polttoaineiden käytön sekä metsien hoidon ja muiden maankäytön muutosten vaikutusta ilmastonmuutokseen. Nämä kytkennät on ymmärrettävä, jotta voidaan tehdä luotettavia ilmasto- ja ilmanlaatuennusteita ja varautua muuttuvaan ilmastoon.

INARin tutkimus tuottaa yksityiskohtaista tietoa ekosysteemien ja ilmakehän välisestä vuorovaikutuksesta sekä aineiden ja energian kierrosta näissä järjestelmissä.

– INARin tutkimus syventää ymmärrystä ilmastonmuutoksen biologisista ja fysikaalisista perusteista ja auttaa selvittämään, mitkä asiat voimistavat tai hillitsevät muutoksia. Valtavan mittausaineiston avulla saadaan tietoa esimerkiksi ilmastonmuutoksen vaikutuksesta boreaalisten alueiden metsiin, sanoo professori Kari Lehtinen Itä-Suomen yliopistosta.

Kansainvälisesti korkeatasoinen tutkimusinfrastruktuuri

Ilmakehätutkimuksen keskuksen selkärankana toimii tutkimusinfrastruktuuri INAR RI. Tutkimusinfrastruktuuri kokoaa yhteen joukon hyvin varusteltuja mittausasemia eri puolilla Suomea, kokeellisia ilmakehän ja ekologian laboratorioita sekä erilaisia mallinnusalustoja ja tutkimusaineistoja ja -portaaleja. Mittausasemilla työskentelee ja niiden tuottamaa dataa käyttää satoja fyysikoita, kemistejä, meteorologeja ja biotieteilijöitä eri puolilta maailmaa.

Keskeisiä INAR RI -mittausasemia ovat Global Atmospheric Watch -asema Pallas-Sodankylässä ja neljä SMEAR-asemaa, jotka sijaitsevat Värriössä, Hyytiälässä, Helsingissä ja Kuopiossa. Asemilla mitataan ilmakehän kaasuja ja hiukkasia sekä ainevirtoja ilmakehän ja metsien välillä. Asemilla tuotettu aineisto on kansainvälisesti ainutlaatuisen kattavaa, ja sitä on kerätty yhtäjaksoisesti poikkeuksellisen pitkältä ajalta. Maailman monipuolisin tutkimusaineisto on nostanut suomalaiset tutkijat tieteen huipulle.

INAR RI on osa kansainvälistä tutkimusinfrastruktuuriverkostoa ja osallistuu Euroopan yhteisiä tutkimusinfrastruktuurikysymyksiä käsittelevän strategiafoorumi ESFRI:n toimintaan. INAR RI tekee yhteistyötä Suomessa sijaitsevan kasvihuonekaasujen havaintojärjestelmän (ICOS) päämajan kanssa. Osoituksena INAR RI -verkoston merkittävyydestä Suomen Akatemia on valinnut verkoston tutkimusinfrastruktuurien tiekartalle 2014–2020.

Tietoa päätöksenteon tueksi

INARin tuottamat aineistot ja metadatat kerätään keskitetysti smart-SMEAR-e-infrastruktuuriin, jonka kautta ne ovat avoimesti tutkimuksen ja opetuksen sekä viranomaisten ja kansalaisten käytössä.

Korkealaatuiset ja pitkäaikaiset, avoimesti saatavilla olevat mittaustulokset luovat ainutlaatuisen perustan paitsi ilmastotutkimukselle, myös yhteiskunnan hillintä- ja sopeutumistoimien arvioinnille. INAR tarjoaa poliittisille päättäjille sekä energia- ja ympäristöalan yrityksille luotettavaa uutta tietoa ilmastonmuutoksesta keskittyen erityisesti suomalaiseen ympäristöön ja paikallisiin tarpeisiin.

Lisätietoja:

http://www.inar.helsinki.fi/

Akatemiaprofessori Markku Kulmala, Helsingin yliopisto, +358 40 596 2311, markku.kulmala@helsinki.fi

Tutkimusjohtaja Yrjö Viisanen, Ilmatieteen laitos, +358 29 539 5400, yrjo.viisanen@fmi.fi

Professori Kari Lehtinen, Itä-Suomen yliopisto, +358 40 867 7844, kari.lehtinen@uef.fi

Professori Jorma Keskinen, Tampereen teknillinen yliopisto, +358 40 198 1003, jorma.keskinen@tut.fi

Faktantarkastus: ydinvoima ja Ranskan CO2-päästövähennykset

Ilmastotieto tarkastaa yhdessä Faktabaarin kanssa vaalikeskustelun energiapolitiikkaan ja ilmastonmuutokseen liittyviä lausuntoja, uutisia ja väitteitä. Tämä kirjoitus käsittelee tarkastuspyynnön koskien Ranskassa ydinvoiman avulla saavutettuja CO2-päästövähennyksiä.

Eduskuntavaaliehdokas Petrus Pennanen kirjoittaa blogissaan: ”Ydinvoiman ansiosta Ranskan päästöt romahtivat peräti 60%”. Ehdokas Pennasen käyttämästä Maailmanpankin datasta voidaan päätellä, että vuosina 1979-1987 Ranskan sähkön- ja lämmöntuotannosta syntyvät CO2-päästöt vähenivät 62,7 %. Pennanen ei mainitse vertailuvuosia käyttämässään kahdeksanvuotisjaksossa, mutta ne ovat siis 1979-1987, sillä muina jaksoina jäätiin alle 60 prosentin vähennykseen. Ranskan kokonaispäästöt kuitenkin laskivat BP:n (2014) mukaan ”vain” 26 % tuolla Pennasen tarkastelemalla aikavälillä.

Ranskan sähkön- ja lämmöntuotannon historiallisen suuri CO2-päästövähennys 1979-1987 voidaan tulkita ydinvoiman ansioksi, sillä vaikka uusiutuvan energian (lähinnä vesivoima) tuotanto kasvoi samana aikana, niin se kasvoi hitaammin kuin sähkönkulutus. Sähkönkulutus kasvoi Ranskassa voimakkaasti 1979-1987, joten ydinvoiman päästövähennysvaikutus oli todellisuudessa suurempi kuin toteutunut vähennys, koska osa uudesta ydinvoimasta meni kasvaneen kulutuksen kattamiseen. Lämmönkulutusta tilastoissa ei ole eritelty, mutta oletettavasti sen merkitys ei ole kovin suuri.

Pennasen väite 60 %:n CO2-päästövähennyksestä ydinvoiman ansiosta energiantuotannossa (sähkön ja lämmön tuotanto) pitää siis paikkansa. Kokonaisuudessaan Ranskan CO2-päästöt vähenivät ”vain” 26 % 1979-1987.

Pennasen kirjoitus koskee Ranskan ja Saksan sähkön- ja lämmöntuotannon CO2-päästöjen kehitystä. Mikä on ollut uusien energiamuotojen vaikutus CO2-päästöihin globaalisti? Vaikka Ranskassa ydinvoiman päästövähennykset ovat olleet suuret ja ydinvoima aidosti korvasi öljyä ja kivihiiltä sähköntuotannossa, niin globaalisti uudet energiamuodot ovat tähän asti aina tulleet edellisten lisäksi, eivät niitä korvaamaan. Näin ollen maailmanlaajuiset CO2-päästöt ovat kasvaneet huolimatta uusista energiankantajista ja energiateknologioista. Kivihiilenkin käyttö on kasvanut tähän asti, vaikka öljyä ja maakaasua on otettu käyttöön kasvavia määriä (kuva 1). Ilmastonmuutoksen hillinnän haasteen suuruutta kuvaakin hyvin se, että näihin päiviin asti mikään uutena mukaan tullut energiamuoto ei ole onnistunut kääntämään pitkäaikaisesti laskuun jo olemassa olevaa energiantuotantomuodon tuotantoa. Tarkemmin 2000-luvun energiatrendeistä ja ”kivihiilen paluusta” on löydettävissä mm. täältä.

Globaali energiankulutus 1820-2008. Lähde: Vaclav Smil, Energy Transitions, 2010. Vain suurimmat kuusi energiamuotoa ovat mukana.

 

Kirjoittajat: Aki Suokko ja Rauli Partanen,

Faktantarkastuksen koordinoijia (energia- ja ilmastopolitiikka)

Tiedote faktantarkastuksesta on luettavissa täällä. Edellinen faktantarkastus koski EU:n talouskasvun ja CO2-päästöjen yhteyttä.

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 4.3.

Faktantarkastuspyyntöjä voi lähettää tämän lomakkeen avulla.

Käytetyt lähteet

World Bank’s Development Indicators 1960-2011.

BP Statistical Review of World Energy 2014.

Energy Transitions. History, Requirements, Prospects. Vaclav Smil, 2010.

Faktantarkastus: EU:n talouskasvu ja CO2-päästöt

EU:n talouskasvu ei ole irtautunut CO2-päästöjen kasvusta vastoin varsin yleistä harhaluuloa. Kehittyviin maihin on ulkoistettu melkein kaksi kertaa niin paljon CO2-päästöjä kuin omalla maaperällä vähennettiin 1990-2008.

Eduskuntavaaliehdokas Jaana Pelkonen (kok) kirjoittaa Maailmantalouden tekijät-blogissa: ”EU on onnistunut vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään yli 18 % vuoden 1990 tasosta. Se on näin osoittanut, että päästöjen leikkaamisen ei tarvitse tarkoittaa talouskasvun leikkaamista, sillä talous on kasvanut yli 40 % tänä aikana.”

Tämä väite ei pidä paikkaansa.

Eurooppa on kokonaisuudessaan vähentänyt omalla maaperällään syntyviä CO2-päästöjä vuodesta 1990 vuoteen 2008, mutta vastaavasti siirtänyt noin kaksinkertaisen määrän CO2-päästöjä kehittyviin maihin (kuva 1). Kansainväliseen kauppaan liittyvät CO2-päästöt nelinkertaistuivat välillä 1990-2008 eikä niitä voi globaalien toimitusketjujen ja pääoman vapaan liikkumisen aikana jättää huomiotta. Pelkosen puolustukseksi on sanottava, että tutkimusaiheena globaalien toimitusketjujen myötä eri maissa syntyvät päästöt on varsin uusi ja esimerkiksi Kioton protokolla huomioi vain omalla maaperällä syntyvät (tuotantoperusteiset) CO2-päästöt.

Kuva 1. Omalla maaperällä vähennetyt päästöt (vasen puoli kuvassa) ja muualle ulkoistetut päästöt (oikea puoli). Lähde: Peters et al., 2011. ”Europe” kuvassa on EU27-maat lisättynä Kroatialla, Islannilla, Liechtensteinilla, Norjalla ja Sveitsillä. Punainen asterisk-merkki tarkoittaa Kioton protokollan mukaisia päästötavoitteita.

Teollisuusmaat tavallaan käyttävät kehittyviä maita savupiippunaan, jolloin niiden omalla maaperällään tuottamat päästöt pienenevät. Esimerkiksi Bangladeshissa tuotetun, mutta Ruotsissa jälleenmyydyn t-paidan CO2-päästöt voidaan kirjata sekä Bangladeshiin (tuotanto) että Ruotsiin (kulutus).

Tähän asti kenties kattavimmassa tutkimuksessa (Peters et al., 2011) arvioitiin kansainväliseen kauppaan liittyviä CO2-virtoja käyttämällä laajahkoa aineistoa, jossa analysoitiin 113 valtiota jakamalla talous 57 sektoriin. Tutkimuksen perusteella esimerkiksi Ruotsin, joka usein mainitaan esimerkkinä maasta joka on kyennyt katkaisemaan talouskasvun ja CO2-päästöjen määrän kasvun yhteyden, CO2-päästöt olivat jopa 69 % suuremmat vuonna 2008, jos Ruotsin alueella syntyneiden CO2-päästöjen lisäksi huomioitiin kansainvälinen kauppa.

Suomenkin CO2-päästöt olivat yli 40% suuremmat kulutusperusteisesti kohdistettuna vuonna 2008. Koko Euroopan tai EU:n osalta luvut ovat maltillisemmat, mutta silti EU:n CO2-päästövähenemä omalla maaperällä lähes tuplattiin kehittyvissä maissa 1990-2008 kun vienti ja tuonti huomioidaan (kuva 1) eli CO2-päästöjen kasvu ei taittunut 1990-2008. Globaalissa taloudessa teollisuusmaat nettona vievät energiankulutusta ja päästöjä kehittyviin maihin, joista ne puolestaan nettona tuovat arvonlisää ja kulutushyödykkeitä jolloin alueellisten päästöjen kehitys teollisuusmaissa antaa harhaanjohtajan kuvan arvonlisän muodostumisen ja aineellisten resurssien kulutuksen yhteydestä. Koko maailman yhteenlaskettu BKT:n on kasvanut hiukan nopeammin kuin energiankulutus tai CO2-päästöt eli suhteellista irtikytkentää on tapahtunut (kuva 2), mutta absoluuttista irtikytkentää, jossa talouskasvu ei vaadi luonnonvarojen, energian tai CO2-päästöjen kasvua, ei ole tapahtunut teollisissakaan maissa kansainvälinen kauppa huomioiden.

Kuva 2. Koko maailman BKT:n energia- ja CO2-intensiteetit. Lähde: EIA.

Kuvasta 2 voidaan havaita, että  globaalin BKT:n CO2-päästöintensiteetti on laskenut vuodesta 1989 vuoteen 2011 viidenneksellä eli noin 1,5 % vuodessa.  1990-luvun taitteeseen osuva piikki (kuva 2) johtunee paljolti Neuvostoliiton hajoamisesta. Globaali BKT on kasvanut moninkertaisella nopeudella BKT:n CO2-päästöintensiteetin laskuun verrattuna, joten kokonaisuudessaan maailmanlaajuiset CO-päästöt ovat kasvaneet (kuva 3). CO2-päästöt ovat kasvaneet 2000-luvulla nopeammin kuin esimerkiksi vuosina 1983-1997.

Kuva 3. Globaalit CO2-päästöt. Lähde BP (2014).

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 2.3. Tuossa Faktabaarin kirjoituksessa mainittiin myös Osmo Soininvaaran (vihr) todenneen taannoisessa blogikirjoituksessaan, että absoluuttinen irtikytkentä olisi tapahtunut. Soininvaara kirjoitti blogissaan 24.2.15: ”Teollisissa maissa yhteys reaalisella BKT:lla mitatun talouden volyymin ja raaka-aineiden ja energian käytön välillä taittui. Näin kävi, vaikka luonnonvarojen kulutukseen laskettaisiin mukaan tuontitavaroihin sisältyvät panokset.” Soininvaara teki 3.3.15 lisäyksen kirjoitukseensa, jossa mainitsi viitauksensa ”tehdään vähemmästä enemmän” tarkoittaneen absoluuttisen irtikytkennän sijaan suhteellista irtikytkentää, jossa tuotoksen lisäämiseen tarvitaan siltikin enemmän panoksia, mutta tuotos suurenee nopeammin kuin panosten käyttö. Näin ollen Soininvaara ei väittänyt, että absoluuttinen irtikytkentä talouskasvun ja luonnonvarojen käytön kasvun välillä olisi tapahtunut, vaan tarkoitti suhteellista irtikytkentää. Näiden termien ero on huomattava, joten niiden käytössä on tärkeää olla tarkkana.

Suhteellinen ja absoluuttinen irtikytkentä ovat nimittäin ilmastonmuutoksen hillinnän lopputuloksen kannalta kaksi täysin eri asiaa. Suhteellisen irtikytkennän täytyy toki edeltää absoluuttista irtikytkentää, mutta siitä itsessään on vielä laihanlaisesti lohtua, jos absoluuttinen irtikytkentä ei tapahdu ja talous jatkaa kasvamista. Talouden ”koolla” ei ole lopulta suurta merkitystä, jos ajamme planeetan absoluuttisten päästöjen kasvun (tai liian hitaan pienenemisen) seurauksena katastrofaaliseen ilmastonmuutokseen. Tässä mielessä tulkinnanvarainen terminologia voi lopulta vaikeuttaa ilmastonmuutoksen hillinnän haasteen hahmottamista. Jos ihmiset saavat käsityksen, että päästöt ovat laskussa vaikka talous kasvaa, heille jää helposti käsitys, että ilmastonmuutos voidaan torjua jatkamalla nykyisellä polulla.

Tämä tuskin riittää, sillä todellisuudessa esimerkiksi länsimaiden absoluuttisten päästöjen tulee pienentyä lähes kolme prosenttia vuodessa, joka vuosi, ainakin vuoteen 2050 asti, mikäli tarvittaviin ja suunniteltuihin päästövähennyksiin aiotaan päästä. Mikäli globaali talous kasvaa odotetusti, talouden täytyy PricewaterhouseCoopersin julkaiseman Low Carbon Economy Indexin (2014) mukaan vähentää päästöintensiteettiään (CO2/BKT) 6,2 prosenttia vuodessa, joka vuosi, vuoteen 2100 saakka, jos haluamme suhteellisen todennäköisesti pysytellä alle kahden asteen lämpenemisen rajan. Tämä vauhti on noin viisinkertainen nykyiseen verrattuna, joten ainakin PwC:n laskelmien mukaan olemme vielä kaukana absoluuttisesta päästöjen ja talouden irtikytkennästä.

Absoluuttisen irtikytkennän haastavuuteen viittaavat myös Minq Lin (2014) laskelmat, joiden mukaan globaalin talouden kasvaessa 5 % vuodessa täytyy joka vuosi uuden pääoman olla päästöintensiteetiltään 50%  pienempi kuin jo olemassa oleva pääomakanta keskimäärin (Li olettaa laskuissaan, että 5 % vanhasta pääomakannasta vaihtuu uuteen poistojen myötä vuosittain), jotta CO2-päästöt eivät kasva. Ei siis riitä, että tuleva pääomakanta on 50 % CO2-tehokkaampaa jatkossa kuin nyt vaan tehostumisen täytyy korkoa korolle -ilmiön vuoksi jatkua joka vuosi ollakseen 50 % pienempi päästöintensiteeltään kuin olemassa oleva pääomakanta (joka tehostuu koko) ajan ja tällöinkin saadaan CO2-päästöjen kasvu laskevan uran sijaan vasta pysäytettyä. Mikäli talous kasvaisi ”vain” 3 % vuodessa, niin olemassa olevaa pääomakantaa 50 % CO2-tehokkaampi pääoma saisi aikaan CO2-päästöjen pienentymisen yhdellä prosentilla vuosittain. Absoluuttiseen irtikytkentään vaadittava CO2-päästöintensiteetin pienennys riippuu siis sekä uuden pääomakannan CO2-tehokkuudesta että talouden kasvuvauhdista. Ja pelkkä päästöjen kasvun pysäyttäminen ei siis riitä, vaan CO2-päästöt pitäisi saada vähenemään lähes 3 % vuodessa.

Monet IPCC:n skenaariot, joilla pysytään kohtuullisen todennäköisesti alle kahden asteen lämpenemisen, sisältävät jonkinlaisen oletuksen tulevasta ilmastonmuokkauksesta (geoengineering). Mittakaava hiilidioksidin poistamisessa on huikea, sillä jo lähivuosikymmeninä hiilidioksidia pitäisi poistaa ilmakehästä vuosittain määriä, jotka ovat kymmenen kertaa suurempia kuin maailmanlaajuinen raudan vuosituotanto tai suurempi kuin ihmiskunnan vuosittain tuottaman öljyn, kivihiilen ja maakaasun yhteismäärä. Haaste CO2-päästöjen laskuun saamisessa on historiallisen suuri. Ja mitä nopeammin talous kasvaa ja mitä hitaammin BKT:n CO2-päästöintensiteetti laskee, niin sitä suuremmat haasteet ovat.

Kirjoittajat: Aki Suokko ja Rauli Partanen,

Faktantarkastuksen koordinoijia (energia- ja ilmastopolitiikka)

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 2.3.

Faktantarkastuspyyntöjä voi lähettää tämän lomakkeen avulla.

Lähteet:

1. Glen P. Peters et al. (2011) PNAS 108: 8903–8908. Growth in emission transfers via international trade from 1990 to 2008.
2. Steven J. Davis & Ken Kaldeira. (2010) PNAS 107:5687–5692. Consumption-based accounting of CO2 emissions.
3. Andreas Malm. (2012) China as Chimney of the World: The Fossil Capital Hypothesis. Organization & Environment 25:146–177.
4. EIA:n CO2- ja energiaintensiteettidata, joka löytyy täältä. Käytettiin ostovoimapariteettikorjattua dataa.
5. BP Statistical Review of WOrld Energy 2014.
6. PricewaterhouseCoopers LLP (2014).
7. Minq Li. (2014) Peak Oil, Climate Change, and the Limits to China’s Economic Growth. (Routledge Studies in Ecological Economics)

Soininvaaran teksti

Pelkosen teksti

Väitös: Pilvien rakenteen tarkalla kuvauksella lisätietoa pienhiukkasten ilmastovaikutuksista

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tutkija Juha Tonttilan väitöstutkimuksen mukaan ilman pystyvirtausten ja pilvien rakenteiden pienimittainen tuntemus on välttämätöntä ilmastomallien ennusteiden parantamiseksi. Väitöstutkimus auttaa ymmärtämään ihmisperäisten hiukkaspäästöjen ilmastovaikutuksia entistä paremmin. Tonttilan väitös tarkastetaan Helsingin yliopistossa 10.3.

Kuva: Juha Tonttila.

Aerosolien ja pilvien suhde aiheuttaa epävarmuutta ilmastonmuutoksen ennakointiin

Ilmakehässä esiintyvät aerosoli- eli pienhiukkaset vaikuttavat ilmastoon monin eri tavoin. Yhtenä tärkeimmistä seikoista on aerosolihiukkasten toimiminen pilvipisaroiden tiivistymisytiminä. Pilvipisaroiden ja tätä kautta pilvisyyden muodostuminen riippuu paitsi tiivistymisytimien saatavuudesta, myös ilman sisältämän vesihöyryn kyllästystilasta. Vesihöyryn määrän kannalta oleellisia ovat myös ilmakehän pystysuuntaiset virtaukset, jotka syöttävät kosteutta syntyvään pilveen.

Ihmisen toiminta voi vaikuttaa pienhiukkasten määrään ilmakehässä. Aerosolien toimiessa tiivistymisytiminä muuttuvat hiukkaspitoisuudet muuttavat pilvien ominaisuuksia, sateen muodostusta sekä pilvien vaikutusta maapallon energiataseeseen. Aerosolien ja pilvien välisiin vuorovaikutuksiin liittyy kuitenkin suuria epävarmuuksia ja ne ovat yksi merkittävimmistä epävarmuustekijöistä ilmaston mallintamisessa ja ilmastonmuutoksen ennakoinnissa.

Tähän asti käytetyt mallit liian yksinkertaisia pilvien muodostumisen kuvaamiseen

Tonttila tutki väitöksessään pilviin liittyvien pystyvirtausten vaihteluita käyttäen hyväksi tutkien ja lidar-mittalaitteen kaukokartoitusmittauksia. Pystyvirtausten vaihteluita voidaan kuvata todennäköisyysjakaumilla, joiden muoto voi vaihdella tilanteen mukaan huomattavasti. Mittauksista saatuja tietoja verrattiin numeeristen mallien simuloimiin virtauksiin.

Väitöstyön perusteella pilvipisaroiden synnyn kannalta oleellisten pystyvirtausten vaihteluiden kuvaamiseen tarvitaan erittäin korkea erotuskyky, jollaista ei laskentaresurssien aiheuttamien rajoitteiden vuoksi ole käytettävissä operatiivisissa malleissa. Karkean erotuskyvyn omaavissa ilmastomalleissa tämä seikka korostuu ja pystyliikkeiden pienimittaisen vaihtelun kuvaamiseen onkin kehitetty erilaisia yksinkertaistettuja kuvauksia. ”Tutkimusta tehdessäni huomasin, että monet näistä parametrisaatioista ovat kuitenkin liian yksinkertaisia pilvien ja aerosolien ilmastovaikutusten kuvaamiseen”, Juha Tonttila kertoo.

Väitöstyössä rakennettiin uusia, pystyliikkeiden ja pilvien pienimittaisten rakenteiden vaihtelua aiempaa tarkemmin kuvaavia komponentteja globaaliin ilmastomalliin. Uutta mallia hyödynnettiin aerosolien ilmastovaikutusten arviointiin.

”Uudet menetelmät mahdollistivat pilvien ja aerosolien välisten vuorovaikutusten kuvaamisen aiempaa tarkemmin ja mallilla saadut arviot aerosolien epäsuorasta vaikutuksesta saatiin lähemmäs kansainvälisen ilmastopaneeli IPCC:n tekemää parasta arviota”, Tonttila selvittää. Näin ollen väitöskirjan sisältämät tulokset auttavat ymmärtämään aerosolien ilmastovaikutuksia ja niiden esittämistä ilmastomalleissa entistä paremmin.

Väitöstilaisuus 10.3.

Filosofian maisteri Juha Tonttilan väitöskirja From turbulence to cloud formation – modelling the aerosol-cloud interactions tarkastetaan Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Väitöstilaisuus on tiistaina 10.3.2015 klo 15 Kumpulan kampuksella Exactumissa (auditorio CK112). Vastaväittäjänä toimii professori Corinna Hoose Karlsruhen yliopistosta ja kustoksena professori Heikki Järvinen Helsingin yliopistosta.

Juha Tonttila on syntynyt Tampereella 1985 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Ylöjärven lukiosta vuonna 2004. Hän valmistui filosofian maisteriksi Helsingin yliopistosta vuonna 2009 ja on työskennellyt siitä lähtien tutkijana Ilmatieteen laitoksella.

Lisätietoja:

Linkki julkaisuun: From turbulence to cloud formation – modelling the aerosol-cloud interactions. Tonttila, Juha 2015.
http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-697-862-1

Tutkija Juha Tonttila, Ilmatieteen laitos, puh. 0295 394 677, juha.tonttila@fmi.fi

Harvinaisen lauha helmikuu päätti harvinaisen lauhan talven

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Helmikuu oli lämpöoloiltaan lähes vuoden takaisen helmikuun toisinto eli oli harvinaisen lauha. Myös koko talvi jää tilastoihin harvinaisen lauhana. Myös lunta oli vähemmän kuin tavallisesti.

Kuva: Ilmatieteen laitos.

Helmikuun keskilämpötila kohosi maan lounaisimmassa osassa nollan vaiheille mutta jäi pohjoisimmassa Lapissa -8 asteen alapuolelle. Poikkeama pitkäaikaisesta keskiarvosta oli suurin maan keski- ja itäosassa, jossa se oli lähes seitsemän astetta, paikoin jopa yli. Pienin poikkeama, vajaat viisi astetta, oli Ahvenanmaalla ja pohjoisimmassa Lapissa. Kuukauden alkupuolella lämpötilassa oli tammikuun tapaan suuria vaihteluita, mutta kuukauden loppupuolella oli tasaisen lauhaa. Kuukauden ylin lämpötila, +9,6 astetta, mitattiin Kaarinassa 10. päivänä ja alin lämpötila, -34,1 ºC, Sallassa 15. päivä helmikuuta. Kuukauden lauhuus johtui suursäätilasta, jossa Pohjois-Atlantilla oli laaja ja pysyvä matalapaine, jolloin lauhaa ilmaa virtasi lounaasta Eurooppaan. Kylmät ilmamassat majailivat toisaalta Siperiassa ja Itä-Aasiassa ja toisaalta Pohjois-Amerikassa.

Kuukauden sademäärä oli maan etelä- ja itäosassa 20–40 mm, kun taas Pohjanmaan maakunnissa ja Lapissa jäätiin yleisesti 10 ja 20 millimetrin välille. Poikkeuksena oli Käsivarren Lappi, jossa sadetta kertyi runsaat 60 milliä. Sademäärä jäi suurimmassa osassa maata tavanomaista pienemmäksi, Pohjanmaan maakunnissa ja Lapissa paikoin jopa alle puoleen pitkäaikaisesta keskiarvosta. Käsivarren Lapissa ja paikoin maan etelä- ja itäosassa sademäärä kohosi tavanomaista suuremmaksi. Havaintoasemista sateisinta oli Enontekiön Kilpisjärvellä, jossa sadetta kertyi 99,2 mm. Siellä mitattiin 10. päivänä myös kuukauden suurin vuorokautinen sademäärä, 20,5 mm. Vähiten, 7,8 mm, satoi Kaskisen Sälgrundissa.

Lunta oli kuukauden päättyessä maan lounaisimmassa osassa ja Vaasan tienoilla alle 10 senttiä, mutta Pohjois-Karjalan pohjoisosassa, Kainuussa ja Länsi-Lapissa sitä oli yli puoli metriä. Pitkäaikaiseen keskiarvoon verrattuna lunta oli suurimmassa osassa maata tavanomaista vähemmän ja maan etelä- ja keskiosassa poikkeama oli paikoin yli 20 senttiä. Tavanomaista enemmän lunta oli ainoastaan Kainuussa, Koillismaalla ja osassa Etelä-Lappia.

Talven keskilämpötila koko maassa tavanomaista korkeampi

Talvikuukausien eli joulu-helmikuun keskilämpötila oli koko maassa tavanomaista korkeampi, maan etelä- ja keskiosassa jopa harvinaisen korkea. Suurimmillaan poikkeama pitkäaikaisesta keskiarvosta oli runsaat neljä astetta. Pienin poikkeama, vajaat kaksi astetta, oli pohjoisimmassa Lapissa. Lauhempi talvi on koettu viimeksi 2007–2008. Kaikki kolme kuukautta olivat tavanomaista lauhempia.

Alin lämpötila, -39,6 °C, mitattiin Utsjoella tammikuun 11. päivän. Edellisen kerran -40 asteen raja oli jäänyt rikkoutumatta talvella 2012–2013. Talvikuukausien sademäärä oli lähes koko maassa tavanomaista suurempi, maan länsi- ja keskiosassa paikoin jopa poikkeuksellisen suuri. Runsaimmin eli runsaat 200 milliä satoi lounaisimmassa Suomessa, Kainuun pohjoisosassa ja Meri-Lapissa. Niukimmin satoi pohjoisimmassa Lapissa, jossa sademäärä jäi alle 100 millin. Lauhan sään vuoksi lunta oli pitkin talvea yleensä tavanomaista vähemmän.

Lisätietoja:

Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk puh. 0600 1 0600 (4,01 e/min + pvm)

Helmikuu: http://ilmatieteenlaitos.fi/helmikuu
Talvitilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/talvitilanne
Lumitilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/lumitilastot