Väitös: Suomen vesistöjen jääpeitekausi on lyhentynyt ja talvi- ja kevätvirtaamat kasvaneet

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

SYKEn kehittämispäällikkö Johanna Korhonen tutki väitöstyössään talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja niiden vaihtelua.Kuva: Terhi Korhonen.

Jääpeitekausi on lyhentynyt Suomen sisävesillä leutojen talvien myötä, ja vastaavasti talvi- ja kevätkauden jokien virtaamat ovat kasvaneet tuoreen väitöstutkimuksen mukaan. Suomen ympäristökeskuksen kehittämispäällikkö Johanna Korhonen tutki talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja vaihteluja Suomessa. Väitös tarkastetaan Helsingin yliopistossa perjantaina 22. helmikuuta.

”Muutokset jääpeitteessä ja talven vesioloissa koskettavat meitä monella tavalla, ja niillä on merkitystä myös globaalisti etenkin maapallon energiataseen kautta. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää monenlaisessa suunnittelussa ja tutkimuksessa, esimerkiksi vesistöjen säännöstelyssä ja vesivoiman tuotannossa, tulvariskien hallinnassa, vesistöjen virkistyskäytössä sekä biologisessa ja ekologisessa tutkimuksessa”, toteaa Johanna Korhonen SYKEstä.

Ilmaston lämpenemisellä on suuri vaikutus hydrologiaan talvi- ja kevätkaudella Suomessa kuten muuallakin boreaalisella lumipeitteisellä vyöhykkeellä. Tutkimusanalyysit todistavat tilastollisesti merkitseviä pitkäaikaismuutoksia jää- ja virtaamaolosuhteissa viime vuosiin saakka.

Jääpeiteaika lyhentynyt, jäätyminen myöhentynyt ja jäänlähtö aikaistunut

Väitöstyössä tutkittiin talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja niiden vaihtelua perustuen Suomen pitkiin jää- ja virtaama-aikasarjoihin. Jäätyminen on myöhentynyt, jäidenlähtö aikaistunut samoin kuin jääpeitekausi lyhentynyt. Viime vuosikymmeninä muutokset ovat tulleet entistä selvemmiksi ja erittäin aikaisten jäänlähtöjen sekä erittäin myöhäisten jäätymisten määrä on kasvanut.

”Jääpeitehavainnoissa saavutettiin uusia ennätyksiä 2000-luvulla. Vesistöt jäätyivät 2000-luvulla keskimääräistä myöhemmin noin yhdeksänä vuotena kymmenestä. Keskiarvo on laskettu jaksolta 1961–2000. Jäät myös lähtivät keskimääräistä aikaisemmin noin yhdeksänä vuotena kymmenestä.”

Vuoteen 2002 saakka oli jään maksimipaksuudessa havaittavissa kasvavia trendejä paikoin maan pohjois- ja keskiosassa ja ohenevia trendejä etelässä. Talveen 2017–2018 asti päivitetty aineisto todistaa edelleen ohenevia jään maksimipaksuustrendejä etelässä, mutta Keski- ja Pohjois-Suomessa ei ole havaittavissa mitään trendejä. ”Jäänpaksuuteen vaikuttavat merkittävästi myös lumiolot, sillä paksu pakkaslumikerros toimii eristeenä. Lauhoina talvina lumesta muodostuu myös ns. kohvajäätä”, selventää Korhonen.

Virtaamien keväthuippu aikaistunut ja talvi- ja kevätvirtaamat kasvaneet

Virtaamaoloissa vuoteen 2004 saakka oli nähtävissä talvi- ja kevätkaudella virtaamien kasvua ja kevättulvahuipun aikaistumista. Vuosittaiset keskivirtaamat tai vuoden ylivirtaamat eivät olleet yleisesti muuttuneet. Havaitut trendit virtaamissa ovat jatkuneet vuoteen 2017 päivitetyssä aineistossa samankaltaisina. Talvi- ja kevätaikaiset hydrologiset trendit ovat linjassa vuotuisten ja kausittaisten ilman lämpötilan ja sademäärän muutosten kanssa, samoin myös ilmastonmuutosskenaarioiden kanssa. Myös muiden pohjoisten alueiden vastaavien tutkimusten tulokset ovat samansuuntaisia.

Ilmastojärjestelmät vaikuttavat hydrologisiin oloihin

Pitkäaikaismuutosanalyysien lisäksi työssä tutkittiin ilmastojärjestelmien ja talvi- ja kevätaikaisten hydrologisten olojen yhteyksiä. Sekä jääpeite että jokien virtaamat ovat linkittyneitä ilmakehän kiertoliikkeeseen ja niissä esiintyy eripituisia syklejä. Tärkeimpänä Suomessa vaikuttavana ilmiönä on Pohjois-Atlantin Oskillaatio (NAO), jolla kuvataan vuosittaista säänvaihtelua Pohjois-Atlantin ympäristössä. NAO:n vaikutus näkyy sekä jää- että virtaama-aikasarjoissa. Voimakas positiivinen NAO-vaihe on yhteydessä lyhyempään jääpeitekauteen ja suurempiin talvivirtaamiin, voimakas negatiivinen NAO-vaihe päinvastoin.

Suomen pitkät aikasarjat ovat ainutlaatuisia maailman mittakaavassa

Väitöstyössä käytetyt Suomen pitkät hydrologiset aikasarjat ovat ainutlaatuisia maailman mittakaavassa. Jääpeitteen ja virtaaman havaintosarjat ovat pisimpiä hydrologisia havaintosarjoja Suomessa ja tietyiltä paikoin havaintoja on olemassa 150–300 vuoden ajalta.

Vaikka kaukokartoitus- ja mallinnusmenetelmät kehittyvät koko ajan, tarvitaan maastossa tehtäviä havaintoja edelleen erityisesti uusien menetelmien kehityksen tueksi sekä pitkäaikaismuutosten todentamiseen.

Hydrologiset havaintosarjat ovat ladattavissa vapaasti SYKEn avoimen datan palvelusta. Pitkien aikasarjojen taustalla on valtava määrä hydrologian ammattilaisten maastomittauksia, tarkkaa laadunvalvontatyötä toimistolla sekä vapaaehtoisten kansalaisten huolellisia havaintoja.

Lisätietoja:

– Kehittämispäällikkö Johanna Korhonen, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0295 251 302, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
– Väitöstilaisuus perjantaina 22. helmikuuta 2019 klo 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa Kumpulan kampuksella. Osoite: Exactum, auditorio B123, Gustaf Hällströmin katu 2B.
– Geofysiikan tieteenalaan kuuluva väitöskirja: Long-term changes and variability of the winter and spring season hydrological regime in Finland

Talvinen Suomi tummuu: lumen sulaminen aikaistuu ja sulamiskausi pitenee

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Vuosina 1982–2014 lumen sulaminen on aikaistunut osassa Suomea 5–6 päivää kymmenessä vuodessa ja sulamiskausi on pidentynyt noin 7 päivää samassa ajassa. Sulamiskautta edeltävä maanpinnan kokonaisheijastavuus on puolestaan pienentynyt. Tämä kaikki lisää auringosta maahan imeytyvän energian määrää kevättalvella, mikä osaltaan edistää ilmaston lämpenemistä.

Kuva: Eija Vallinheimo.

Ilmatieteen laitos, Luonnonvarakeskus (Luke) ja Suomen ympäristökeskus SYKE tutkivat lumen sulamiskauden alun ja lopun sekä pituuden muutosta Suomessa vuosina 1982–2014. Etelä-Lapissa, Pohjois-Karjalassa ja Kainuussa sulaminen on aikaistunut 5–6 päivää kymmenessä vuodessa. Sulamiskausi on vastaavasti pidentynyt noin 7 päivää samassa ajassa.

Tutkimuksessa selvitettiin myös kokonaisheijastavuutta eli sitä, miten auringon säteily heijastuu maanpinnalta takaisin avaruuteen. Kokonaisheijastavuus ennen sulamiskauden alkua on pienentynyt 2–3 % kymmenessä vuodessa Pohjois-Pohjanmaalla, Pohjois-Karjalassa, Kainuussa ja Lapissa. Muutos johtuu siitä, että metsän runkotilavuus on alueella kasvanut, mikä käy ilmi Luonnonvarakeskuksen metsien inventointiaineistosta.

Etelä-Suomessa selkeitä trendejä sulamiskaudessa tai kokonaisheijastavuudessa ei havaittu, koska sulamiskauden ajoituksen vaihtelu on alueella suurta. Viimeisimpinä vuosina sulaminen oli myös alkanut jo ennen kuin kokonaisheijastavuusarvoja oli saatavilla. Sen sijaan Etelä-Lapissa, Pohjois-Karjalassa ja Kainuussa selkeä suuntaus kohti aikaisempaa sulamista ja pidentynyttä sulamiskautta oli nähtävissä.

Sulamiskauden päättymisessä ei havaittu systemaattista muutosta. Kasvukauden alku seuraa lumen sulamista noin kymmenen päivän viipeellä.

Sekä sulamiskauden aikaistuminen että sitä edeltävän kokonaisheijastavuuden aleneminen edistävät osaltaan ilmaston lämpenemistä.

Tutkimuksessa käytettiin kokonaisheijastavuuden aikasarjaa, jonka Ilmatieteen laitos on kehittänyt Euroopan sääsatelliittijärjestön tuella. Vertailuaineistoina käytettiin maanpinnan ekosysteemimallia, Suomen ympäristökeskuksen satelliittipohjaista osittaisen lumipeitteen tuotetta sekä Ilmatieteen laitoksen operatiivisiin mittauksiin perustuvia lumikarttoja. Lisäksi tarkasteltiin lehtipuiden kasvukauden alun ja lumen sulamiskauden päättymisen yhteyttä. Eri aineistot tuottivat hyvin yhtäpitävät tulokset.

Tutkimus toteutettiin laajana yhteistyönä Ilmatieteen laitoksen, Luonnonvarakeskuksen ja Suomen ympäristökeskuksen kanssa EU:n Life+-rahoitteisessa Monimet-projektissa, jota veti Ilmatieteen laitoksen tutkija Ali Nadir Arslan.

Lisätietoja:

erikoistutkija, TkT Terhikki Manninen, p. 029 539 4159, terhikki.manninen@fmi.fi

Biogeosciences-lehdessä julkaistu artikkeli on maksutta luettavissa osoitteessa https://www.biogeosciences.net/16/223/2019/

Monimet-projekti: http://monimet.fmi.fi/

Pohjoisen Itämeren merkitys talvehtiville vesilinnuille on kasvanut

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

Vesilintulaskentojen perusteella Suomessa talvehtivien vesilintujen runsaudet ovat nykyään kansainvälisesti merkittäviä kyhmy- ja laulujoutsenella, tukkasotkalla, telkällä, uivelolla ja isokoskelolla. Useiden lajien määrät ovat kasvaneet voimakkaasti, kun niiden talvehtimisolosuhteet ovat muuttuneet merialueellamme suotuisammiksi ilmaston lämpenemisen myötä.

Talvehtiva allinaaras. Kuva Markku Mikkola-Roos.

Pääosin meriympäristössä talvehtivista 29 lintulajista selvästi runsastuvia on seitsemän lajia ja väheneviä kuusi lajia viimeisen 30 vuoden aikana (Taulukko 1). Voimakkaimmin ovat runsastuneet laulujoutsen, tukkasotka, alli, telkkä, uivelo ja isokoskelo. Esimerkiksi uivelon talvehtijamäärät ovat runsastuneet muutamasta yksilöstä satoihin yksilöihin. Kanadanhanhen, allihaahkan, haahkan, kaakkurin, kuikan ja riskilän talvikannat ovat pienentyneet.

Talvilintulaskentojen perusteella laulujoutsenen talvehtijamäärät ovat yli satakertaistuneet, tukkasotkan yli 500-kertaistuneet, allin kuusinkertaistuneet, telkän yli 70-kertaistuneet ja isokoskelon 40-kertaistuneet 1950–1960-luvuilta.

Talvehtivat vesilinnut keskittyvät lounaisille merialueille

Talvehtivat vesilinnut keskittyvät jäätilanteesta riippuen Ahvenanmaalle, Saaristomerelle, Läntiselle Suomenlahdelle ja Selkämeren eteläosiin, ja laajemmin eteläisemmän Itämeren alueelle. Ahvenanmaa on tärkein talvehtimisalue kaikille muille vesilintulajeille paitsi sinisorsalle, allille ja isokoskelolle. Sinisorsia talvehtii paljon kaupunkien sulapaikoissa. Talvehtivat allit keskittyvät Suomenlahdelle ja isokoskelot Turun saaristoon.

Jäätalvet olivat ankaria 1900-luvulla, jolloin laulu- ja kyhmyjoutsenien piti lähteä viimeisten sulien jäätyessä muuttomatkalle kohti Tanskan salmia. Kuva Riku Lumiaro.

Pohjoisen Itämeren merkitys talvehtiville vesilinnuille on kasvanut. Sen myös otaksutaan edelleen kasvavan ilmastonmuutoksen johdosta. Tämän takia Suomen rannikolla talvehtivien vesilintujen määrät ovat huomattavasti kasvaneet. Etenkin alkutalven lämpötilat ovat nousseet voimakkaasti, minkä vuoksi yhä laajempi osa Suomen merialueesta pysyy säännöllisesti jäättömänä. Vesilintujen hyödynnettävissä oleva vesipinta-ala on kasvanut huomattavasti muutamassa vuosikymmenessä. Talvehtivien vesilintujen runsastuminen rannikkoalueilla onkin yksi näkyvimmistä ilmastonmuutoksen aiheuttamista lajistomuutoksista Suomessa.

Itämeren yhteinen tila-arvio

Itämeren tilaa seurataan neljän lintuihin liittyvän indikaattorin avulla: pesivien merilintujen, talvehtivien merilintujen, kalastuksen sivusaaliiksi jäävien lintujen ja merikotkan tilan avulla. Talvehtivien vesilintujen seuranta on kansainvälisesti koordinoitua, koska talvehtivat linnut liikkuvat Itämerellä laajasti ruoan ja sulapaikkojen mukaan.

Rajavartiolaistoksen rannikkovartiovene talvilintulaskennoissa. Kuva Markku Mikkola-Roos.

Talvehtivien vesilintujen tilasta Itämerellä vuosina 2011–2016 on julkaistu tuore HELCOMin (Helsinki Commission, Itämeren merellisen ympäristön suojelukomissio) raportti, jota suomalaiset tutkijat olivat mukana tekemässä. Suomen aineistoina talvisissa laskennoissa on käytetty Luonnontieteellisen keskusmuseon (Luomus) ja BirdLife Suomen koordinoimia talvilintulaskentoja sekä Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) koordinoimia Lounais-Suomen merireittilaskentoja.

Lisätietoja:

Vanhempi tutkija Markku Mikkola-Roos, Suomen ympäristökeskus, p. 0400 148 685, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Tutkija Pekka Rusanen, Suomen ympäristökeskus, p. 0400 148 691, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Biodiversiteetti- ja viestintäasiantuntija Riku Lumiaro, Suomen ympäristökeskus, p. 040 5098 654, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Taulukko

Mereisen talvehtivan linnuston muutokset Suomen merialueella ja uhanalaisuusarvio Itämerellä. Flyway tarkoittaa muuttavan kannan osuutta, joka talvehtii alueella PDF

Linkit

HELCOM 2018. Abundance of waterbirds in the wintering season. HELCOM core indicator report
Samuli Korpinen, Maria Laamanen, Janne Suomela, Pekka Paavilainen, Titta Lahtinen ja Jan Ekebom (toim.): Suomen meriympäristön tila 2018

Talven ankaruuteen kuollut kyhmyjoutsen Saaristomerellä. Talvet ovat leudontuneet 2000-luvulla niin paljon, että muuttomatkalle eteläiselle Itämerelle ei välttämättä lähdetä. Talvi 2006 oli kuitenkin kylmä, jolloin Suomenlahti, Saaristomeri ja Ahvenanmeri jäätyivät kokonaan. Kuva Riku Lumiaro.

Lumipeite on ohentunut ja lumikausi lyhentynyt Suomessa

Ilmatieteen laitoksen tiedote:

Keskimääräinen lumensyvyys on pienentynyt Suomessa laajoilla alueilla vuosina 1961–2014. Pysyvä lumikausi alkaa myöhemmin ja päättyy aiemmin. Tiedot käyvät ilmi tutkimuksesta, jossa havaittiin myös, että muutokset vaihtelevat alueellisesti suuresti.

Kuva: Joonas Korpilaakso

Tuoreesta tutkimuksesta selviää, että vuosien 1961–2014 aikana vuotuiset suurimmat lumensyvyydet pienenivät Suomen etelä- ja länsiosissa ja paikoin myös maan keskivaiheilla laajalti keskimäärin 2–4 senttimetriä vuosikymmenessä. Pohjois-Suomessa maksimilumensyvyys ei tuona aikana ole muuttunut tilastollisesti merkittävästi.

”Lounais-Suomessa lumensyvyys oli enimmillään tyypillisesti 20–40 senttimetriä, Lapissa laajalti yli metrin. Vuotuinen maksimilumensyvyys saavutettiin yleensä maaliskuun aikana, maan lounaisosassa ja länsirannikolla jo helmi-maaliskuun vaihteessa”, kertoo tutkija Anna Luomaranta Ilmatieteen laitokselta.

Etelä- ja Länsi-Suomessa kuukauden keskimääräinen lumensyvyys on pienentynyt reilun viidenkymmenen vuoden aikana eniten helmi- ja maaliskuussa. Maan keski- ja pohjoisosissa kuukauden keskimääräinen lumensyvyys pieneni eniten huhtikuussa, Lapissa myös toukokuussa.

Lumi sulaa aiemmin

Tutkimuksessa tarkasteltiin myös pysyvän lumikauden keskimääräisiä alkamis- ja päättymisaikoja. Lounaisimmassa Suomessa ja etelärannikolla pysyvä lumipeite saapui vasta 22.12. jälkeen, Pohjois-Lapissa ennen lokakuun 22. päivää. Pysyvä lumikausi päättyi lounaisrannikolla maaliskuun loppuun mennessä ja Pohjois-Lapissa vasta toukokuun 20. päivän jälkeen.

”Pysyvän lumikauden alkamisaika myöhentyi tarkasteltujen vuosien aikana selkeimmin maan keskivaiheilla ja kaakkoisosissa sekä Pohjois-Pohjanmaan länsiosassa. Pysyvän lumikauden päättymisaika aikaistui voimakkaimmin maan länsiosassa. Muutos oli paikoin yli neljä päivää vuosikymmenessä”, Anna Luomaranta kertoo.

Muualla maassa aikaistuminen oli vähäisempää (1–3 päivää vuosikymmenessä), mutta silti laajoilla alueilla tilastollisesti merkitsevää.

Kokonaissademäärä kasvoi, mutta sateita tuli enemmän vetenä ja räntänä

Etelä-Suomessa kokonaissademäärän havaittiin lisääntyneen tammi- ja helmikuussa. Lumisateiden määrässä ei tapahtunut merkittävää muutosta, mutta niiden osuus kokonaissademäärästä pieneni. Kokonaissademäärä siis kasvoi, koska vesi- ja räntäsateet lisääntyivät.

”Vesi- ja räntäsateiden lisääntyminen ja lämpötilojen nousu tammi- ja helmikuussa selittävät sitä, miksi lumensyvyys on pienentynyt talvikuukausina. Kevätkuukausina lumipeitteen oheneminen liittyi lähinnä lämpötilan nousuun”, Anna Luomaranta tarkentaa.

Pohjois-Suomessa talven lumisateiden havaittiin lisääntyneen, mutta lumensyvyydet eivät silti kasvaneet. Talvella myös vesi- ja räntäsateet lisääntyivät pohjoisessa, minkä seurauksena lumisateiden osuus kokonaissademäärästä pysyi pääosin ennallaan ja helmikuussa pieneni. Vesi- ja räntäsateiden lisääntyminen todennäköisesti kumosi lisääntyneiden lumisateiden vaikutuksen lumensyvyyteen.

Tutkimuksen tulokset ovat yhdenmukaisia ilmastomallisimulaatioihin perustuvien tulevaisuuden lumiolosuhteiden muutosarvioiden kanssa. Ilmaston lämpenemisen edetessä tämänkaltaisten muutosten arvioidaan yleistyvän.

”Tuloksista on hyötyä, kun suunnitellaan ilmastonmuutokseen sopeutumista eri aloilla, esimerkiksi matkailussa tai teiden kunnossapidossa”, Anna Luomaranta sanoo.

Lisätietoja:

tutkija Anna Luomaranta, Ilmatieteen laitos, p. 050 383 5358, anna.luomaranta@fmi.fi

Tutkimusartikkeli on maksutta luettavissa osoitteessa https://doi.org/10.1002/joc.6007

Suomen lumipeitteen muutoksia ja niihin vaikuttaneita tekijöitä analysoitiin Ilmatieteen laitoksen tuoreimmasta säähavaintoihin perustuvasta päivittäisestä hila-aineistosta vuosilta 1961–2014. Hila-aineisto kattaa koko Suomen, ja sen tarkkuus on 10 km x 10 km.

Aapeli-myrsky käynnisti kylmän tammikuun

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Tammikuun alkupuolisko oli leuto, loppupuoli oli puolestaan varsin kylmä. Kuukauden keskilämpötila oli 1–3 astetta tavanomaista kylmempi. Kuun päättyessä etelässä oli harvinaisen paljon lunta, Lapissa lunta taas oli tavallista vähemmän.

Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan tammikuun keskilämpötila oli suuressa osassa maata 1–3 astetta tavanomaista kylmempi. Näin kylmä tammikuu ei kuitenkaan ole harvinainen, vaan toistuu keskimäärin kerran kolmessa tai neljässä vuodessa. Viimeksi kylmempää oli vuonna 2016. Kylmintä tavanomaiseen nähden oli Etelä-Lapissa ja leudointa puolestaan Ahvenanmaalla, jossa kuukausi oli keskilämpötilaltaan tavanomainen.

Tammikuun ylin lämpötila oli Kökarin Bogskärissä kuukauden ensimmäisenä päivänä mitattu 6,2 astetta. Kylmin lämpötila oli Sodankylän Tähtelässä kuun 27. päivänä mitattu -38,7 astetta.

Tammikuu oli tavanomaista sateisempi etelässä, kun taas pohjoisessa oli kuivempaa. Kuukauden suurin sademäärä oli Siuntion Sjundbyn 86,7 millimetriä.

Lunta oli kuukauden lopulla suuressa osassa maata noin puoli metriä, länsirannikolla vähemmän. Määrät olivat ajankohtaan nähden etelässä paikoin harvinaisen suuria eli vastaava toistuu noin kerran 10 vuodessa. Pohjoisessa sen sijaan lunta oli tavanomaista vähemmän.

Kuukauden merkittävin säätapahtuma osui heti vuoden alkuun. Aapeli-myrskyssä 2. tammikuuta rikottiin kovin Suomen merialueilla mitattu keskituulen nopeus. Uusi ennätys on 32,5 metriä sekunnissa. Lisäksi aallokko oli merellä rajua ja maa-alueillakin mitattiin myrskypuuskia. Sisämaassa satoi 20 senttimetriä lunta, ja tykkylumi aiheutti vahinkoja.

Lisätietoja:

Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk puh. 0600 1 0600 (3,85 e/min + pvm)

Tammikuun säätilastot
Sääennätyksiä
Tiedote: Aapeli-myrskyssä mitattiin merellä ennätyksellistä tuulta