Ihmisen osuus ilmastonmuutoksessa ja sen todentaminen tutkimustuloksista

Transkriptio

1 Ihmisen osuus ilmastonmuutoksessa ja sen todentaminen tutkimustuloksista - Maailmalla ja erikseen Suomen osalta mukaanlukien myrskyt Seuraava esitys perustuu Ilmatieteen laitoksen, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change):n ja eri tieteellisten julkaisijoiden materiaaleihin

2 Lähde: IPCC (2007) Mitä tiedetään menneestä? Ilmakehän CO 2 -pitoisuus on nyt korkeampi kuin ainakin vuoteen. CO 2 -pitoisuus on kohonnut ihmiskunnan toimesta: (fossiiliset polttoaineet: ~75%). Maapallon keskilämpötila on kohonnut 0,74 C vuodesta 1906 ja 0,65 C viimeisen 50 vuoden aikana. Ihmiskunnan toiminta on lämmittänyt maapallon ilmastoa. Meriin on imeytynyt yli 80% ylimääräisestä lämmöstä. Tulivuorten purkaukset ja ihmistoiminnan pienhiukkaspäästöt ovat todennäköisesti hidastaneet lämpenemistä. 2

3 Entä tulevasta? Lähde: IPCC (2007) Maapallon ilmasto tulee muuttumaan tämän vuosisadan aikana hyvin todennäköisesti enemmän kuin 1900-luvulla (suurikin vaihtelu paikallisesti ja lyhyessä ajanjaksossa on mahdollista) Eri mantereiden lämpeneminen ylittää hyvin todennäköisesti ilmaston luontaisen vaihtelun v mennessä. Kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kasvun pysähdyttyäkin ilmasto lämpenee ja valtamerten pinta kohoaa vielä vuosisatoja. 3

4 Kasvihuoneilmiö Auringosta siirtyy energiaa maapalloon Maapallo säteilee myös energiaa Vähemmän ja pidemmillä säteilyn aallonpituuksilla Osa maapallon energiasta ei pääse avaruuteen -> käytetään termiä kasvihuoneilmiö Ilman kasvihuoneilmiötä maanpinnan keskiarvo lämpötila olisi noin 33 o C kylmempi: kasvihuoneilmiö mahdollistaa nykyisenkaltaisen elämän, silti nykyinen ilmiön voimistuminen on vaarallista sille Kuvaus kuinka kasvihuoneen tapaan, lasi pääp äästää auringon valon läpi l ja silti lämpl mpösäteily jää kasvihuoneeseen. Ilmiö ei ole täysin t vastaava tunnetun kasvihuoneilmiön n kanssa jossa kaasut estävät t lämpl mpösäteilyn pääsyn avaruuteen

5 Kasvihuonekaasut ovat lähelll hellä Nykyinen km:n kasvihuoneilmiön korkeudessa osuus yleisimmille komponenteille: Vesihöyry (H 2 O): ~ 60% Hiilidioksidi (CO 2 ): ~ 26% Troposfäärin(alailmakehän) otsoni (O 3 ) ~ 8% Metaani (CH 4 ) + dityppioksidi (N 2 O) yhteensä ~ 6% maanpintaa kuten muukin ilmamassa: n. 75 % ilmakehän n massasta on alle 10 Huom! Prosenttiluvut vain suuntaa-antavia; epälineaarisuuden takia yksittäisen tekijän tarkkaa osuutta ei voi määrittää

6 Lämpötilanmuutos v ja mallien toimivuus Musta viiva: mittaukset. Mallitus menneisyyteen (punainen:ihmisen ihmisen vaikutus+luonnolliset, sininen: vain luonnolliset)

7 Hiilidioksidi-, metaani- ja dityppioksidiosuuden kehitys

8 Tuleva ilmastonmuutos riippuu kahdesta asiasta: 1) Miten pakotteet (kasvihuonekaasut, ilmakehän pienhiukkaset, aurinko, maapallon pinnan heijastuskyky, pilvien muutokset) tulevat muuttumaan? 2) Miten herkkä ilmasto on eri muutostekijöille

9 Lämpenemisen alueellinen jakautuminen (A2 skenaario), [A2 skenaario:pää äästöjä ei rajoiteta radikaalisti] Lämpötilojen muutoksien erot ovat merkittävät t eri osissa maapalloa!

10 Maailman kasvihuonekaasupäästöt : silti päästöt kasvavat ainakin toistaiseksi, suurin osa johtuu fossiilisista polttoaineista, mukana myös maatalous, ja metsien vähentyminen maailmalla

11 (Meri)Jään kesäkauden pinta-ala on vähentynyt noin 30 prosenttia kymmenessä vuodessa. Jään peittoisuus pienenee siis noin Suomen pinta-alan verran aina kahdessa vuodessa ( Jari Haapala, Ilmatieteen laitos). National Snow and Ice Data Center

12 Arktisen alueen ympärivuotisen jään määrä, satelliittihavainnot: (punainen osoittaa ympärivuotisen ja vihreä yksivuotisen jään määrän) Kwok, R., G. F. Cunningham, M. Wensnahan, I. Rigor, H. J. Zwally, and D. Yi (2009), Thinning and volume loss of the Arctic Ocean sea ice cover: , J. Geophys. Res., 114, C07005, doi: /2009jc

13 Suuria muutoksia Grönlannin jäätiköissä : Satelliittimittauksin määritettiin Grönlannin jäätikön sulaminen v Grönlanti on menettänyt ~1500 gigatonnia jäätä vuosien välillä Vuodesta > 273 gigatonnia/vuosi -> kiihtynyt sulaminen M. van den Broeke, J. Bamber, J. Ettema, E. Rignot, E. Schrama, W. J. van de Berg, E. van Meijgaard, I. Velicogna, B. Wouters, Partitioning Recent Greenland Mass Loss, Science 13 November 2009: Vol no. 5955, pp DOI: /science

14 Ihmisen toiminta on johtanut jo nyt merienpintojen kasvuun( ) ~200 viimeisimmän vuoden aikana ihminen on vaikuttanut merienpintojen nousuun: 75 % on ihmisen toiminnan aiheuttamaa kasvua 25 % on luonnollista Kasvihuonekaasut ovat olleet tekijänä ihmisen aiheuttamassa merenpinnannousussa S. Jevrejeva et al., Anthropogenic forcing dominates sea level rise since 1850, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 36, L20706, doi: /2009gl040216, 2009

15 Auringon aktiivisuus Auringon aktiivisuuden muutos on vaikuttanut 7± 1%:ia 1900-luvulla lämpenemiseen ja se on ollut lähes olematon 1980-luvulta eteenpäin, Benestad ja Schmidt, Kosminen säteily Svensmark & Friis-Christensen 1997: kosminen säteily vaikuttaa pilvisyyteen ja siten ilmastonmuutokseen Kristjansson et al. 2008, Kulmala et al. 2009: Kosmisen säteilyn vaikutus ei selitä ilmastonmuutosta; ei ole merkittävää yhteyttä kosmisen säteilyn ja pilvien syntymisen välillä

16 Hiilidioksidin lähteet ja nielut : Fossiilisten polttoaineiden päästöt kasvoivat 29 % vuosien välillä. Hiilidioksidinielut ovat heikentyneet: v % ja v % CO2-päästöistä jäi ilmakehään : CO2 pitoisuus eri aikoina määritettiin planktoneliöiden jäännöksiä tutkimalla: Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on korkeimmillaan jopa 2.1 miljoonaan vuoteen C. Le Quéré, M. R. Raupach, J. G. Canadell, G. Marland et al., trends in the sources and sinks of carbon dioxide, Nature Geoscience,17 November 2009 doi: /ngeo689 B. Hönisch et al. Atmospheric Carbon Dioxide Concentration Across the Mid-Pleistocene Transition Science 19 June 2009: Vol no. 5934, pp

17 Johtopäätökset ilmastonmuutoksesta maailmalla Ihmisen toiminta vaikuttaa maapallon ilmastoon Ilmaston mallintaminen ei vielä kaikilta osin ole tarkkaa: esim. ilmakehän pienhiukkasten ja pilvien vuorovaikutukset sisältävät yhä merkittävää epävarmuutta Tulevaisuudessa muutokset ilmastossa voidaan määrittää paremmalla tarkkuudella, mutta ihmisen vaikutus ilmastoon on jo osoitettu ja vaaditaan toimenpiteitä jo meneillään olevan ilmastonmuutoksen hillitsemiseen sekä sopeutumiseen siihen

18 Ilmastonmuutoksen vaikutukset Suomessa - jo havaitut ja tulevat muutokset

19 Suomen vuosikeskilämpötilan poikkeamat jakson keskiarvosta [ºC] vuosina (siniset ja punaiset pylväät). Kuvan pylväiden arvot perustuvat neljän havaintoaseman tietoihin. Kymmenen vuoden liukuva keskiarvo on esitetty mustalla käyrällä. Suomen keskilämpötila jaksolla oli 2,3 ºC.

20 Vuosikeskilämpötilat Helsingin Kaisaniemessä vuosilta , Jyväskylästä ja Sodankylästä Vuotuiset arvot on merkitty ohuella viivalla ja kymmenen vuoden liukuva keskiarvo paksulla. Helsingin lämpötiloista mukana myös arvio siitä, miten paljon kaupungistuminen on kohottanut lämpötilaa; keskipaksu viiva kuvaa arvioituja lämpötiloja siinä tapauksessa että kaupungin kasvu ei olisi vaikuttanut lämpötiloihin.

21 Kasvukauden pidentyminen Fennoskandiassa välillä (kuva) - Tummanvihreä: kasvukausi on pidentynyt yli 3 vkoa - Vihreä: 2-3 vkoa - Vaaleanvihreä: 1-2 vkoa - Valkoinen: ei muutosta - Sininen: > 1 vko lyhyempi S. R. Karlsen, ym.: Growingseason trends in Fennoscandia , determined from satellite and phenology data, Climate Research, 39, , 2009

22 Etenkin talvisin sateet lisääntyvät Suomessa ja tulevat useammin vetenä samaa aikaväliä tarkasteltuna, Yksikkönä prosentit.

23 Esimerkki: Iisalmen Poroveden vuotuisen virtaaman muutos tulevaisuudessa ja 1990: virtaama jakaantuu tasaisemmin vuodelle vähäisempien lumimäärien ja jäiden johdosta. Tämä muuttaa Suomessa sähköntuotantoa, sillä suuri osa energiasta tuotetaan vesivoimalla. E. Kuusisto, L. Kauppi ja P. Heikinheimo (toim.): Ilmastonmuutos ja Suomi, Yliopistopaino, Helsinki, 1996

24 Myrskyradat Havaitut myrskytuulet ERA-Interim uusanalyysistä piirretty myrskyrata kuva, kun myrskyt on valittu Eurooppalaisten metsätuhojen > 2 Mm3 mukaan (Gregow et al (submitted) (Kuva: Pauli Jokinen/) [ERA-Interim on ECMWF:n, eli European Centre for Medium Range Weather Forecasts {suom. Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus}, uusanalyysi] Esim. Suomen voimakkaimmat tuulet ovat noin 20 % heikommat kuin Etelä-Norjan tuulet 17/01/13

25 Metsän kaatumisherkkyys Männyn osuus % tuulen takia Kuusen osuus % PAHIN? Tapani Janika Mauri etelä Peltola, H., Ikonen, V-P., Gregow, H., Strandman, H., Kilpeläinen, A., Venäläinen, A., Kellomäki, S Impacts of climate change on the forest dynamics and timber production with implications on the regional risks of wind-induced damage to forests in Finland. Forest Ecology and Management 260, 5: /01/13

26 Tuulet Suomessa tulevaisuudessa - Keväällä ja kesällä Suomen tuuli-ilmastossa ei juurikaan näyttäisi olevan odotettavissa muutoksia - Syksyllä ja talvella tuulet puhaltelisivat tulevaisuudessa aavistuksen verran nykyistä navakammin - Vaikka muutokset ovat pieniä, ne ovat useimmissa malleissa samansuuntaisia -> Odotusarvona merkittävämpiä tuulia syksyisin ja talvisin 17/01/13

27 Tuulet Suomessa tulevaisuudessa > Heikoimmat tuulet vähenevät lukumääriltään syys-helmikuussa. Toisaalta voimakkaammat keskimääräiset tuulet yleistyvät hieman. Keskimääräinen ja huippuarvo kasvavat (tutkimuksissa kohteena koko itäinen ja pohjoinen Eurooppa): eri skenaarioissa kasvu on 2-6 % (optimistinen skenaario) ja 4-10 % (pahemmat ilmastoskenaariot). Lisäksi mallien välillä on vielä merkittäviä eroja. Äärituulet ilmaantuen aikavälillä 10 ja 50 vuotta lisääntyvät 13 % ja 22 %, järjestyksessä 17/01/13

28 Mahdollinen roudattomuus lisää Suomessa metsätuhoja tulevaisuudessa, lisäksi kelirikko hankaloittaa korjuuta! Lisäksi JOS syksy/talvituulet lisääntyvät merkittävästi, lisääntyy metsätuhojen laajuus merkittävästi vähäisemmästä roudasta johtuen. Lisää luettavissa Silva Fennica 45: 1/2011, p Tai pelkistetysti Metsätieteen aikakauskirjan numerossa: 3/2011 (Gregow ym.) Ja roudan muutoksista ja kelirikkovaikutuksista on kerrottu ILraportissa 2011: 5, 45 s (Gregow ym.) 17/01/13

29 Johtopäätökset: Suomessa: Lämpötila tulee nousemaan enemmän kuin keskimäärin maailmalla Varsinkin talvet lämpenevät nykyisestä Sademäärät kasvavat, etenkin talvisin Lumipeitepäivät vähenevät ja lumipeite ohentuu, ainakin eteläosissa Suomea, vuosisadan loppuun mennessä talven yli oleva lumipeite on vain Lapissa Routa vähenee mahdollisesti: tämä on vielä epätarkkaa, sillä lumipeitteen määrä vaikuttaa tähän! Talvisin pilvisyys kasvaa johtaen pimeämpiin päiviin

30 Johtopäätökset: Suomessa: Merenpinta nousee ja jopa laskeekin Suomen eri alueilla Maanpinnan kohoaminen kompensoi merenpinnannousua varsinkin Oulun-Kemin läheisyydessä (siellä maa kohoaa n. 9 mm/vuodessa, kun esim. Suomenlahden pohjukassa ei nousua enää tapahdu) Tuulisuus lisääntyy syksyisin ja talvisin, keväisin ja kesäisin se ei merkittävästi muutu Tuulen suunta muuttuu; vähemmän kuin nykyisin idästä ja useammin kuin nykyisin etelästä ja lännestä

31 Suomenkielinen linkki: Suomen muuttuva ilmasto. Vaikutukset, sopeutuminen ja hillintä. Karttoja, kuvaajia ja tietoa Suomen tuulitiedot kartalla ja muuta lisätietoa Kiitos! Kysymyksiä?

32