Ilmaston muutos. syyt ja alueellisuus

Transkriptio

1 JULKAISU 8/2012 TUTKAS Tutkijoiden ja kansanedustajien seura Ilmaston muutos syyt ja alueellisuus Toimittanut Ulrica Gabrielsson

2 Tutkijoiden ja kansanedustajien seura TUTKAS järjesti tiistaina seminaarin aiheesta "Ilmaston muutos syyt ja alueellisuus". Tilaisuuden avasi Tutkaksen puheenjohtaja, kansanedustaja Sanna Lauslahti. Alustajina toimivat Kansainvälisten asiain johtaja Jukka Uosukainen, ympäristöministeriö Professori Markku Kulmala, Helsingin ylipisto, fysiikan laitos Professori Markku Kanninen, Helsingin yliopisto Professori Mikael Hildén, Suomen ympäristökeskus Professori Juha-Pekka Lunkka, Oulun yliopisto, geologia Paneelikeskusteluun osallistuivat alustajien lisäksi Tutkimusjohtaja Yrjö Viisanen, Ilmatieteen laitos Professori Kari Mielikäinen, METLA Kansanedustaja Harri Jaskari, kok. Kansanedustaja Martti Korhonen, vas. Tähän julkaisuun on liitetty kaikki sähköisinä saadut alustukset ja puheenvuorot.

3 Ilmaston muutos syyt ja alueellisuus TUTKAKSEN seminaari Eduskunnan auditoriossa tiistaina Tilaisuuden avaus Kansanedustaja Sanna Lauslahti, Tutkaksen puheenjohtaja Suomi kansainvälisissä ilmastoneuvotteluissa Kansainvälisten asiain johtaja Jukka Uosukainen, ympäristöministeriö Ilmasto muuttuu mutta miten? Professori Markku Kulmala, Helsingin ylipisto, fysiikan laitos Metsät ilmastonmuutoksen torjunnassa ja siihen sopeutumisessa Professori Markku Kanninen, Helsingin yliopisto Mikä muuttuu kun ilmasto muuttuu? Professori Mikael Hildén, Suomen ympäristökeskus Kahvitauko Ilmaston pitkän ajan trendit ja vaihtelut Professori Juha-Pekka Lunkka, Oulun yliopisto, geologia Paneelikeskustelu Alustajien lisäksi Tutkimusjohtaja Yrjö Viisanen, Ilmatieteen laitos Professori Kari Mielikäinen, METLA Kansanedustaja Harri Jaskari, kok. Kansanedustaja Martti Korhonen, vas Tilaisuuden päätös

4 SUOMI KANSAINVÄLISISSÄ ILMASTONEUVOTTELUISSA Ilmaston muutos ja syyt, TUTKAS -SEMINAARI Jukka Uosukainen Kansainvälisten asiain johtaja, YM

5 MAAILMAN ILMASTOPÄÄSTÖT OVAT TONNIA CO2-eq/v! Maailman hiilidioksidipäästöt kasvoivat 3 prosenttia vuonna 2011 ja olivat yli 30 miljardia tonnia Hiiliriippuvuutemme pitäisi laskea viisi prosenttia vuodessa seuraavien 40 vuoden aikana Mahdollisuudet alittaa 2 celciusasteen kriittinen raha vähenevät päivä päivältä

6 HIILIDIOKSIDIPÄÄSTÖT IEA 2011 Top-10 annual energy-related CO % of global 2 emitters for the year 2009 [97] total Tonnes of GHG Country annual emissions per capita People's Rep. of China United States India Russian Federation Japan Germany Islamic Rep. of Iran Canada Korea United Kingdom

7 HISTORIALLISET PÄÄSTÖT WRI 2011 Top-5 historic CO 2 contributors by region over the years 1800 to 1988 (in %) Industrial Total Region CO 2 CO 2 OECD North America OECD Europe Former USSR China Eastern Europe

8 HISTORIALLISET PÄÄSTÖT MAITTAIN, WRI 2011

9 EU:n ilmastopäästöt Suomen pitkän aikavälin ilmasto- j a energiastrategia 2008

10 Suomen ilmastopäästöt

11 ILMASTOSOPIMUS Kuin Titanicin kansituoleilla Maailmanlaajuiset kasvihuonekaasupäästöt edelleen kasvussa Nykyisillä sitoumuksilla maapallon lämpötila nousee 3,5 4,5 celcius-astetta Kattava sopimus vai vahinkojen korvaaminen ja ilmaston manipulaatio?

12 DOHAN SOPIMUSKIERROS 1. KIOTON PÖYTÄKIRJAN JATKO 2. ILMASTORAHOITUS 3. UUSI SOPIMUS VUONNA FILLING THE GAP

13 KIOTON PÖYTÄKIRJAN JATKO Mukana varmasti Eurooppa ja kehitysmaat Vastahakoiset kumppanit Australia ja Uusi Seelanti Opportunistit Ukraina, Kazakstan ja Valko- Venäjä Luopuneet USA, Kanada, Japani, Venäjä Yhteensä korkeintaan 14 % päästöistä Haasteet: kuuma ilma, mekanismien jatko, laillisuuskuilu

14 ILMASTORAHOITUS Starttirahoitus yhteensä 30 miljardia dollaria toteutunee Kööpenhaminan lupaus mobilisoida 100 miljardia dollaria vuonna 2020 Kehitysmaiden odotukset rahoitustason pysymisestä tai nousemisesta Suomen osuus starttirahoituksesta 110 Meuroa, mikä vastuu 100 miljardista USDsta?

15 UUSI SOPIMUS VUONNA 2015 Koskee kaikkia maita vuodesta 2020, USAn ultimaatumi: irti vuoden 1992 maajaosta Applicable to all, uusi luonne Bottom-up, tavoitteiden määrittely kansallisten erityispiirteiden pohjalta Top-down, läpinäkyvyys, yhteiset laskusäännöt ja raportointi Laillisesti sitova, mutta kansallisella tasolla?

16 FILLING THE GAP Päästöjen rajoitukset ennen vuotta 2020 Kioton pöytäkirjan tavoitteiden nostaminen ja Kööpenhaminan sitoumuksien tarkistus vuonna 2015 Kaikki sopimuksen elimet toiminnassa Kaupunkien toimet ja yksityinen sektori Uudet kaasut, lyhytikäiset vaikutukset

17 Moni teknologia on edullista Svend Torp Jespersen Brussels 2009

18 Maa- ja metsätalous sektorin päästöt ja poistumat Suomessa MMM 2008

19 METSÄNIELUN MERKITYS SUOMELLE Metsänielun merkitys Suomen kokonaispäästöistä on % Aidosta nielusta ei saa rankaista Rajoittamaton nielun hyväksikäyttö voi johtaa taakanjaossa vaativampaan päästövähennystavoitteeseen Tulisiko metsänielujen rooli olla sama kaikkialla maailmassa?

20 KOTIMAISTA JA KANSAINVÄLISTÄ DIPLOMATIAA

21 Kiitos!

22 Ilmasto muuttuu mutta miten? Tuleeko jo liian kuuma? Markku Kulmala Helsingin Yliopisto Fysiikan laitos

23 Globaaleja haasteita Global warming Earthquakes Climate change Air quality Fresh water Volcanoes Energy Ocean acidification Deforestification Epidemic diseases Chemicalisation Biodiversity loss Food supplies

24 The Climate System: Interactions The climate system: interactions A. Grelle, 2005

25 Muuttuva ilmasto: Mitä tiedetään Maapallolla on luonnollinen kasvihuoneilmiö Ilman luonnollista kasvihuoneilmiötä noin - 18 o C Nyt noin 14 o C Hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen pitoisuus voimakkaassa nousussa Monenlaisia takaisinkytkentöjä Ilmasto muuttuu mutta miten?

26 Trajectory of Global Fossil Fuel Emissions CO 2 Emissions (GtC y -1 ) Actual emissions: CDIAC Actual emissions: EIA 450ppm stabilisation 650ppm stabilisation A1FI (Avgs.) A1B A1T A2 B1 B : Emissions:8.4±0.5 PgC Growth rate: -1.3% 1990 level: +37% Growth rate: +3.2% 2010 : Growth rate: >5% Raupach et al 2007, PNAS; Global Carbon Project 2009, Friedlingstein et al. 2010, Nature Geoscience; Gregg Marland, Thomas Boden-CDIAC 2010

27 Impacts of Economic Crises on C Emissions Peters et al. 2011, Nature CC

28 Atmospheric CO 22 Concentration Year 2008 Atmospheric CO 2 concentration: 385 ppm 38% above preindustrial

29 Atmospheric CO 2 Concentration End of 2010: ppm Annual Growth Rates (decadal means) : 1.3 ppm y : 1.6 ppm y : 1.5 ppm y : 1.9 ppm y -1 Annual Mea Growth Rate (ppm y -1 ) Data Source: Thomas Conway, 2011, NOAA/ESRL + Scripts Institution

30 Fate of Anthropogenic CO 2 Emissions (2010) 9.1±0.5 PgC y ±0.2 PgC y -1 50% 2.6±1.0 PgC + y-1 0.9±0.7 PgC y 26% -1 Calculated as the residual of all other flux components 24% 2.4±0.5 PgC y -1 Average of 5 models Global Carbon Project 2010; Updated from Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience; Canadell et al. 2007, PNAS

31 Monitoring of concentrations and fluxes of CO 2, CH 4 and N 2 O Tentative ending year 2031 Head Office to be located in Helsinki, Kumpula ICOS+ ACTRIS + other climate/atmosphere related infras

32 How to meet the research and innovation needs? clear and ambitious vision empirical and experimental (laboratory, field, instrument developing...) theoretical (basic theories, simulations, model development..) From research to innovations; new SMEs Kulmala et al., 2009, EUCAARI, ACP

33 Mitä on tulossa? Antarctica: > 80 km New Delhi: < 1.5 km Kuvat:Ismo K. Koponen ja Petteri Mönkkönen

34 Atmospheric Brown Cloud (Pollution)

35 Ilmasto ja aerosolihiukkaset Hyvät aerosolihiukkaset Hidastavat ilmastonmuutosta Metsistä ja muusta biosfääristä Pahat aerosolihiukkaset Kiihdyttävät ilmastonmuutosta Musta hiili (noki) epätäydellisestä palamisesta Energiantuotannosta ja liikenteestä Pelastavatko pienhiukkaset ilmastonmuutokselta? Tuskin pelastavat Hiukkasten elinikä päiviä/viikkoja Hiilidioksidille kymmeniä/satoja vuosia Ilmaston ja ilmanlaadun vuorovaikutukset Hiukkaset ja terveys Clean the Air, Heat the Planet (Science, 2009)

36 Pelastavatko metsät? Antavat lisää aikaa Estää globaalin lämpötilan nousu yli 2 o C Ilman metsiä aikaa noin 0-20 vuotta Metsien kanssa vuotta Metsien merkitys: Suomen metsät tehokkaita pinta-alayksikköä kohti Hiilinielu yhteyttäminen Aerosolihiukkasten muodostaja yhteyttämisen sivutuotteena syntyy hiilivetyjä jotka hapettuvat ilmakehässä ja tiivistyvät aerosolihiukkasiksi ja/tai aerosolihiukkasiin Boreaallisen metsävyöhykkeen tehostaminen PEEX (Pan-Euraasian Experiment)

37 SMEAR II-station (boreal forest, country side)

38 Jatkuvat, monipuoliset mittaukset

39 SMEAR II Hyytiälä

40 Hyytiälä, Spring 2007 Manninen et al., 2009

41 Uusien hiukkasten muodostuminen

42 Auringonpilkut eivät selitä Kulmala et al., 2010, ACP

43 Hiilinielusta pienhiukkasiksi CO 2 concentration + Aerosol concentration - + +? Temperature + + Photosynthesis +? BVOC emissions Kulmala et al., 2004, ACP

44 Yhteiskunta ja tutkimus Applied Research Basic Research Innovations Policy Society

45 Ilmastopolitiikasta Päästöt Nielut Kv sopimukset Ilmastolaki Ilmastopaneeli Perusongelma: lisää, lisää, lisää Tiede Kansalaiset Poliitiikka

46 Ilmastonmuokkaus Kasvihuonekaasut Poisto, vähentää pakotetta Aerosolihiukkaset Lisääminen, lisää säteilyn heijastumista takaisin Mahdolliset ongelmat Tutkimuksen välttämättömyys Alkaa viimeistään

47 Nykytilanteesta Säteilypakote selvästi nousussa Vanha (vuodelta 2006)1.6 [ 1.0, +0.8] Uusi (2012) 50% suurempi Takaisinkytkennät oleellisia Pitkäjänteiset mittausohjelmat ja niihin liittyvä infrastruktuurien kehittäminen välttämätöntä ICOS + ACTRIS PEEX

48 Kysymyksiä?

49 Tutkas: Ilmaston muutos syyt ja alueellisuus Metsät ja ilmastonmuutoksen torjunnassa ja sopeutumisessa Professori Markku Kanninen Viikin Tropiikki-instituutti (VITRI) Helsingin yliopisto University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 1

50 Sisältö Torjunnan mahdollisuudet ja haasteet Metsäkato ja metsien degradaatio Torjuntapotentiaali Haasteet Sopeutumisen mahdollisuudet ja haasteet Sopeutuminen ja metsät Metsien ekosysteemipalvelut ja sopeutuminen Haasteet University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 2

51 Torjunta ja sopeutuminen Ilmastonmuutos ja ilmaston vaihtelut Torjunta Vaikutukset Toimet Sopeutuminen Ekosysteemien hiilivaraston ylläpito ja lisääminen päästöjen vähentäminen Ekosysteemien sietokyvyn ylläpito ja lisääminen haavoittuvuuden vähentäminen University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 3

52 Torjunnan haasteet University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 4

53 Metsänhävitys ja kasvihuonekaasupäästöt Noin 12-15% maailman hiilidioksidipäästöistä tulee metsänhävityksestä ja maakäytön muutoksista pääasiassa tropiikissa Tämä on enemmän kuin kaikki liikenteen päästöt Monissa kehitysmaissa, metsänhävityksestä ja maakäytön muutoksista aiheutuvat päästöt ovat noin 60-90% maan kokonaispäästöistä University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 5

54 Metsähävityksen ajurit Välittömät syyt Maatalous Kaivosteollisuus Kestämätön metsätalous Tiet, urbanisoituminen Taustalla olevat syyt Väestönkasvu Maailmankaupan globalisoituminen Elintason nousu - kulutustottumukset Huono hallinto Omistus- ja hallintoepäselvyydet Korruptio Huono teknologia University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 6

55 AFOLU = maatalous, metsätalous ja maankäytön muutos CO 2 päästöt maankäytöstä ja muilta sektoreilta (v. 2000) Suomi EU 27 USA Ethiopia Kenya Mozambique Nepal Nicaragua Tanzania Vietnam Zambia Intia Kiina Indonesia Brasilia AFOLU Muut WRI University of Helsinki -50 % 0 % 50 % 100 % Prosenttia kokonaispäästöistä Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 7

56 CO 2 päästöt maankäytön muutoksista tropiikissa 600 CO 2 päästöt (TgC y -1 ) Brasilia Indonesia Venezuela Rep.Dem.Congo 60% Cameroon Peru Colombia Nicaragua Intia 100 Nigeria Philippines Nepal 0 University of Helsinki 4-2% 2-1% Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) <1% 8

57 Tropiikin metsäkadon pääsyyt Laajamittainen, kaupallinen maatalous Pienviljelijöiden maatalous, kaskeaminen Kaivosteollisuus Liikenne Urbanisaatio University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 9

58 Uuden maatalousmaan alkuperä % Koko Tropiikki Keski-Amerikka Etelä-Amerikka Länsi-Afrikka Keski-Afrikka Itä-Afrikka Vedet Istutukset Savanni Sekundäärimetsä Metsä Etelä-Aasia Kaakkois-Aasia Gibbs et al University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 10

59 Mitä metsän tilalle? WWF Land Cover Database Riau (Sumatra), Indonesia 17% of metsäkadosta University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 24% metsäkadosta 29% metsäkadosta 7% 5% metsäkadosta 11

60 Suopalot Indonesiassa: CO 2 -päästöt n. 300 milj. tonnia CO 2 vuodessa (Kuva: D. Murdiyarso) University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 12

61 Metsien degradaation pääsyyt Kestämätön metsätalous ja hakkuut Kestämätön polttopuun keruu ja puuhiilen tuotanto Metsäpalot Metsälaiduntaminen Muiden metsäntuotteiden keruu, metsästys University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 13

62 Metsäkadon ja degradaation syyt ja ajurit % -4 % -1 % -36 % -57 % 9 % 17 % 4 % 70 % -13 % -35 % -11 % -2 % -39 % 4 % 62 % 8 % 26 % -10 % -7 % -37 % -7 % -41 % 6 % 20 % 7 % 67 % AMERICA AFRICA ASIA Deforestation driver Forest degradation driver Forest transition phases Pre Early Late Post University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) Hosonuma et al. (in press) 14

63 Metsäkadon ja degradaation syyt ja ajurit Maatalous (sekä kaupallinen että pienmaatalous) on metsäkadon pääasiallisin syy kaikilla kolmella mantereella (~ 83 % metsäkadosta) Hakkuut/puukorjuu on metsien degradaation tärkein syy Latinalaisessa Amerikassa ja Aasiassa (~ 70 % degradaatiosta). Polttopuun keruu puuhiilen tuotanto on metsien degradaation tärkein syy Afrikassa Välittömät syyt vaihtelevat alueittain ja metsänmuutoksen eri vaiheissa Käyttö lähtötason (baseline) määrittelyssä? Metsien tilan ja muutoksen seuranta: sopiiko samanlainen seurantamenetelmä kaikkialle? Hosonuma et al. (in press) University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 15

64 Metsäsektorin potentiaalinen päästövähennysvaikutus v Päästövähennys IPCC (2007): 1-3 Gt CO 2 eq. vuodessa Isenberg & Potvin (2010): Gt CO 2 eq. Vuodessa > noin 7-10% kokonaispäästöistä Kustannus miljardia USD vuodessa Vertailu Maailman hiilikauppa v. 2009: 140 miljardia USD vuodessa Metsäsektorin investoinnit kehitysmaihin ja kehitysapu: miljardia USD vuodessa Metsäsektorin kehitysapu: miljardia USD vuodessa (noin 1% kaikesta kehitysavusta) University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 16

65 Cancunin COP (2010) REDD+ toimet policy approaches and positive incentives on issues relating to reducing emissions from deforestation and forest degradation in developing countries; and the role of conservation, sustainable management of forests, and enhancement of forest carbon stocks in developing countries (UNFCCC Decision 2/CP.13 11). Reduced emissions from [päästöjen vähentäminen]: Deforestation [metsäkato] Forest degradation [degradaatio] And the role of [sekä seuraavat toimet] Conservation [metsien suojelu] Sustainable management of forests [metsien kestävä käyttö] Enhancement of forest carbon stocks [metsien hiilivaraston lisäys] University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 17

66 REDD+:n kaksi päälinjaa SYVÄLLISET UUDISTUKSET POLITIIKKAVAIHTOEHDOT Maanomistus Hyvä hallinto Hajautettu päätöksenteko välttämättömiä, vaikeita toteuttaa, mutta eivät yksin riitä pitkän aikavälin positiiviset vaikutukset (Angelsen et al., 2009) Ekosysteemipalvelut Yhteisömetsätalous Maatalouspolitiikka Energiapolitiikka Maankäytön rajoitukset Kestävä metsätalous Sektorikohtaisia, yksinkertaisemmat toteuttaa University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 18

67 REDD+ ohjelmien onnistuminen edellyttää laajoja uudistuksia Omistus- ja käyttöoikeudet keskeisiä Välttämättömiä REDD+:n onnistumiselle Tehokas puuttuminen metsäkadon ja degradaation syihin Maatalous ja maankäyttö keskeisiä Korruptio Vaikea rakenteellinen ongelma, jonka ratkaisu vaatii syvällisiä uudistuksia Seuranta (MRV): hiilitaseet ja investoinnit Hyvän hallinnon ja kestävän maa- ja metsätalouden edistäminen Koulutus ja institutionaalisen kapasiteetin lisääminen University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 19

68 Maailman metsien nielut ja päästöt Pan ym University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI)

69 Suomen metsien nielut ja päästöt Tilastokeskus 2012 University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 21

70 Sopeutumisen haasteet University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 22

71 Kahden asteen tavoite jää saavuttamatta? sopeutumisen merkitys korostuu Parry et al University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 23

72 Metsät ja sopeutuminen Metsien sopeutuminen Ilmastonmuutoksen vaikutukset metsiin Metsien ja metsätalouden sopeutuminen Sopeutuminen ja metsät ( Ecosystem-based adaptation) Metsien rooli sopeutumisstrategioissa Metsien ekosysteemipalvelut keskeisiä Metsien kasvun muutos (%) (Kellomäki ym. 2008) University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 24

73 Sopeutumisprosessi Esimerkki: TroFCCA-ohjelman (Tropical Forests and Climate Change Adaptation) kehittämä prosessi sopeutumiselle luonnonvaroista riippuvassa taloudessa Nkem et al Counting on forest and accounting for forest contribution in national climate change actions. CIFOR Working Paper p. University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 25

74 Sopeutuminen ja metsien ekosysteemipalvelut Metsät ja puut Tuotantopalvelut Sääätelypalvelut Kohtuullinen tietämys Tuotteet Maatalous Valuma-alueet Rannikot Kaupungit Paikallinen sopeutuminen Meso-skaalan sopeutuminen Alueellinen ilmasto Alueellinen sopeutuminen Tiedon puute, epätarkkuus University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 26

75 Metsät ja sopeutuminen - politiikkatoimet Sopeutuminen osaksi metsäpolitiikkaa Sopeutuminen Sopeutuminen metsäpolitiikkaan: Sopeutuminen kansallisissa metsäohjelmissa Metsäpoltiikka Metsät osaksi sopeutumista Metsät sopeutumisessa: Metsien rooli sopeutumisohjelmissa (NAPA) Ekosysteemipohjainen sopeutuminen mukana rahoitusohjelmissa University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 27

76 Kiitos University of Helsinki Viikki Tropical Resources Institute (VITRI) 28

77 Mikä muuttuu kun ilmasto muuttuu? Mikael Hildén, prof. Suomen ympäristökeskus Ilmastonmuutoksen ohjelma

78 Ilmasto-opas kertoo kaiken Ilmatieteen laitos, SYKE, Aalto yliopisto Myös englanniksi ja ruotsiksi 2

79 Epävarmuudet ovat merkittävät, vaikka suunta olisikin selvä 3

80 Tulvia on monenlaisia: Sulamisvesitulvat Sadevesitulvat Sateen kesto muutamasta minuutista peräkkäisiin märkiin vuosiin Jääpatotulvat ja hyydetulvat Korkea merenpinta Patosortumat ei ole yhdentekevää miten ilmasto muuttuu

81 Muutoksia voidaan ennakoida monella eri tasolla Jääpeitteen ja jääolosuhteiden muutokset Palsasoiden häviäminen Muutoksia metsän kasvussa ja eri lajien välisissä suhteissa Punkkien leviämisessä Maanviljelyksen edellytykset Eteläisten perhoslajien tulo Linnuston muutoksia Kasvillisuuden muutoksia Tulossa: Euroopan ympäristöviraston raportti Climate change, impacts and vulnerability in Europe An indicator-based report 5

82 Avainkysymys: miten yhteiskunta muuttuu ja muuttaa itsensä? Mitkä ratkaisut ovat kestäviä muuttuvassa tilanteessa? Luonnonvarojen kasvava käyttö Fossiilisten polttoaineiden käyttörajoitukset Biopolttoaineiden sivuvaikutukset Ilmaston muuttuminen Ilmasto- ja muu pakolaisuus Luonnon monimuotoisuuden väheneminen 6

83 Miten uusia ratkaisuja löydetään ja otetaan laajasti käyttöön? Paikalliset kokeilut, jotka kasvavat kasvamistaan: Hinku-kunnat ja kaverit, kaupunkien ilmastositoumukset, vihreä infrastruktruuri, hulevesiratkaisut, energian säästö Yhteistä on ongelman tiedostaminen ja haltuunotto paikallisesti. Mielikuvitus, mutta joskus myös voimassa oleva lainsäädäntö rajana. Voivat saada voimaa toisistaan, mutta kilpailevat myös paremmuudesta ja voimavaroista. Luovat poliittista painetta ja kasvattavat tietoisuutta. Sopeutuminen ja hillintä vuoropuhelussa. 7

84 Ilman politiikkaa ei tulla toimeen Parhaimmatkin vapaaehtoiset ja paikalliset kokeilut jäävät tähdenlennoiksi, jos rakenteita ei muuteta. Poliittiset linjaukset ja tyhjältä kuulostavat julistukset voivat innostaa kokeilemaan ja löytämään uutta, jos vaikuttavat päätöksiin voimavarojen käytöstä tai sääntelyyn. Jossakin vaiheessa (hyvästä) kokeilusta tulee normi. Osuus saavutettavasta vähennyksestä Top 12 päästökaupan ulkopuolella % Politiikkatoimista joissa arvioitu KHK-vähennys 8

85 Kun ilmasto muuttuu yhteiskunnat joutuvat muuttumaan. kestävien ratkaisujen edellytyksenä on vuorovaikutus paikallisten ja yleisten (globaalit/eu/kansalliset) kokeilujen välillä. pitää hakea ratkaisuja, jotka kannustavat jatkuvasti uudistumaan: kun ilmasto muuttuu meidän on juostava jopa pysyäksemme paikalla on löydettävä ne keinot, jotka todella muuttavat maailmaa. 9

86 Kansainvälisesti sopeutumisesta 10

87 ILMASTON PITKÄN AJAN TRENDIT JA VAIHTELUT TUTKAS

88 Geologia - ilmasto: Sedimentit /sedimenttikivet ja maannokset Fossiilit (makro, mikro & nanofossiilit: siitepölyt, foraminifera, piilevät, kokkoliitit etc.) Ilmastosta kertovat geokemialliset aineistot: esim. happi-, hiili- ja vety-isotoopit etc. Tillite Sandsone

89 ILMASTOSYSTEEMIIN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT ULKOISET PAKOTTEET SISÄISET KYTKENNÄT ILAMSTON VAIHTELUT LAATTATEKTONIIKKA Ilmakehä Muutokset ilmakehäsässä MAAN RADAN JA ASEMAN VAIHTELUT Kasvillisuus Jäätiköt ja jään määrä Muutokset kasvillisuudessa Muutokset jään määrässä AURINGON SÄTEILYMUUTOKSET Mantereet ja maan pinta Meret Muutokset merissä Muutokset maan manneralueilla

90 Modelled Proxy data Ice extent (degrees, latitúde) Relative sea level change (m) Atmospheric CO 2 (ppm) Time (Ma) (Lunkka, 2008)

91 TOWARDS THE ICE HOUSE - PAST ca 70 Ma δ 18 O = [( 18 O / 16 O (sample) - 18 O / 16 O (st ) / ( 18 O / 16 O (st)] x 1000 Zachos et al. (2001)

92 δ 18 O = [( 18 O / 16 O (sample) - 18 O / 16 O (st ) / ( 18 O / 16 O (st)] x 1000

93 ORBITAALISET ILMASTOVAIHTELUT

94 ORBITAALISET VAIHTELUT maan radan aseman sykliset muutokset vaikuttavat maapallon yläilmäkehään saapuvan energian määrään lämpimät ja kylmät ilmastovaiheet ovat vuorotelleet orbitaalisten syklien tahdissa noin viime vuoden aikana lämpimät ilmastovaiheet ovat seuranneet vuoden syklisyyttä, tätä ennen ilmastonvaihtelut ovat seuranneet ja vuoden syklisyyttä

95 NOPEAT ILMASTONMUUTOKSET POHJOISEN PALLONPUOLISKON JÄÄTIKÖIDEN DYNAMIIKAN MUUTOKSET JA JÄÄJÄRVIEN PURKAUKSET AIHEUTTIVAT MERKITTÄVIÄ MUUTOKSIA POHJOIS-ATLANTIN TERMOHALIINISESSA MERIVEDEN KIERROSSA NÄMÄ TEKIJÄT SELITTÄVÄT PARHAITEN LYHYTAIKAISIA NOIN VUODEN VÄLEIN TAPAHTUNEITA ILMASTONMUUTOKSIA AIKAVÄLILLÄ VUOTTA SITTEN

96 HOLOSEENIN ILMASTOKEHITYS Ulkoiset pakotteet (orbitaaliset tekijät, auringon aktiivisuuden muutokset ja tulivuoritoiminta) ja ilmastosysteemin sisäiset kytkennät (mm. meret, jääpeite, kasvillisuus ja ilmakehän kaasukoostumus) ovat aiheuttaneet holoseenin aikana hitaita ja nopeita ilmastovaihteluja

97

98 HOLOSEENIN ILMASTOMUUTOKSET Varhais-Holoseenin aikana valtamerien pinta nousi noin 10 m tuhannessa vuodessa Ilmasto oli lämpimimmillään vuotta sitten; esim. metsät levittäytyivät Euraasiassa ja Pohjois-Amerikassa jopa satoja kilometrejä pohjoisemmaksi kuin nykyään, Pohjois-Atlantin pintavesi loppukesän aikana jopa 3 astetta lämpimämpi kuin nykyään, Pohjoisen jäämeren jääpeite oli huomattavasti pienempi kuin nykyään Nämä muutokset aiheutuivat pääosin pohjoisen pallonpuoliskon korkeille leveysasteille tulleesta noin 10% suuremmista säteilymääristä Lyhytaikaisiin ilmastonmuutoksiin näyttää vaikuttavan myös auringon säteilyn jatksottaiset muutokset kestoltaan kymmenistä vuosista tuhansiin vuosiin Auringon aktiivisuuden vaihtelut vaikuttavat joko suoraan tai yläilmakehässä tapahtuvien prosessien kautta, jotka vaikuttavat pilvisyyteen Useat tulivuorten räjähdyspurkaukset levittävät tuhkaa aina yläilmakehään ja voivat viilentää jopa koko maapallon ilmastoa muutamiksi vuosiksi

99 YHTEENVETO MAAPALLON ILMASTO ON TULLUT YHÄ KYLMEMMÄKSI VIIMEISEN NOIN 50 MILJOONAN VUODEN AIKANA ILMASTON PITKÄAIKAISEN VIILENEMISKEHITYKSEN TAUSTALLA OVAT LAATTATEKTONISET SYYT, JOISTA MERKITTÄVIMPÄNÄ HIMALAJAN VUORIJONON JA TIIBETIN YLÄNGÖN KOHOAMINEN, RAPAUTUMISINTENSITEETIN KASVU JA ILMAKEHÄN HIILIDIOKSIDIPITOISUUDEN VÄHENEMINEN LAATTATEKTONIIKAN SEURAUKSENA MERIVIRRAT OVAT JÄRJESTÄYTYNEET UUDELLEEN SITEN, ETTÄ LÄMMÖN JOHTUMINEN POLAARIALUEILLE ON PENENTYNYT JA LÄMPÖTILAEROT PÄIVÄNTASAAJAN JA POLAARIALUEIDEN VÄLILLÄ OVAT KASVANEET PITKÄAIKAISEN VIILENEMISEN OHELLA ILMASTONVAIHTELU LÄMPIMIEN JA KYLMIEN VAIHEIDEN VÄLILLÄ ON SEURANNUT ORBITAALISIA SYKLEJÄ NOPEIDEN ILMASTONMUUTOSTEN TAUSTALLA OVAT ILMASTOON VAIKUTTAVAT EPÄLINEAARISET MUUTOKSET MAAPALLON MERIEN, MANTEREIDEN, JÄÄTIKÖIDEN, KASVILLISUUDEN JA ILMAKEHÄN VÄLISISSÄ VUOROVAIKUTUSSUHTEISSA

100 Kari Mielikäinen TUTKAS (Eduskunta) Metsäntutkimuslaitos (METLA) Lapin mänty paikallisten ilmaston muutosten tulkkina Lapin lampien pohjamutiin uponneista männyistä on 28 vuoden työn tuloksena koostettu 7640 vuoden aukoton vuosilustosarja. Vuosilustojen leveys, puuaineen tiheys ja puuhun tallentuneet alkuaineiden isotoopit kertovat globaaleista ja alueellisista ilmaston vaihteluista ja niiden syistä viime jääkauden jälkeen. Lustosarjan koostamisessa on käytetty ristiinajoitusta, jossa poikkeukselliset kasvuvuodet ovat sitoneet osittain samaan aikaan eläneiden puiden lustosarjat vuodentarkasti toisiinsa. Kronologia paljastaa lukuisia lämpö- ja kylmäkausia. Näistä lämpimin vallitsi noin 6000 vuotta sitten, jolloin koko Lappi oli sankkojen mäntymetsien peitossa. Nykyistä lämpimämpää on ollut myös ajanlaskumme alussa ja noin tuhat vuotta sitten keskiajan lämpökaudella. Pronssikauden jälkeinen viileneminen noin 3000 vuotta sitten ja 1800-luvulla päättynyt pikkujääkausi näkyvät myös lustosarjassa. Menneiden ilmastonmuutosten globaaleista syistä tärkeimpiä on aurinko. Vuosilustojen hiiliisotooppien suhde paljastaa auringon aktiivisuuden vaihtelun (auringonpilkkujen määrän) vuodentarkasti vuosituhansien ajalta. Solangin (2004) tutkimuksen mukaan auringon aktiivisuus on ollut 1900 luvulla korkeimmillaan 8000 vuoteen. Vaihtelun vertaaminen mäntylustojen perusteella arvioituun lämpötilaan osoittaa auringon aktiivisuuden jaksollisen vaihtelun ratkaisevan osuuden tähänastisissa ilmaston muutoksissa (Helama ym. 2010). Lapin puulustot viittaavat moniin säännöllisiin sykleihin, jotka on löydetty myös muualla maailmassa tehdyissä tutkimuksissa. Mallien paljastama useamman vuosikymmenen viive (merten lämpöpuskuri) merkitsee sitä, ettei Auringon aktiivisuuden 1970-luvulla alkanut tasoittuminen ja kääntyminen laskuun vielä vaikuta lämpötilaan. Maapallon kallistuskulma kääntää tällä hetkellä pohjoista pallonpuoliskoa auringosta poispäin. Jugoslavialaisen Milutin Milankovitchin löytämä ilmiö näkyy Lapin männyissä viimeisten kahden vuosituhannen ajan jatkuneena tasaisena ilmaston viilenemisenä (0,3 astetta/1000 v, Esper ym. 2012). Viilenemisestä huolimatta lämpötilojen vaihtelu vuosikymmenten ja vuosisatojen välillä on huomattavaa. Lämpimimmän (21 50 jkr.) ja viileimmän ( ) 30 vuotiskauden ero on ollut yli kaksi astetta. Yksittäisten vuosien väliset vaihtelut ovat moninkertaisia. Tähän, vaikutuksiltaan dramaattiseen vaihteluun verrattuna viime vuosisata on ollut huomattavan rauhallinen. Puulustojen ja Atlantin pohjasedimenttien vertailu osoittaa Golf virran voimakkuuden vaihdelleen viime vuosituhansien aikana voimakkaasti. Auringon, Golf virran ja tuulien yhteispeli näkyy Lapin männyissä keskiajan lämpökaudella ja sitä seuranneella pikkujääkaudella (Helama ym. 2009). Lapin mäntyjen vuosilustot ja säätilastot eivät osoita trendinomaista muutosta Suomen 1900 luvun ilmastokehityksessä. Niissä näkyy selvästi 1900 luvun alun lämpeneminen 1930 luvulle, sitä seurannut usean vuosikymmenen viileneminen ja palautuminen takaisin 1930 luvun ilmaston tasoon. 1

101 Sekä puulustojen että auringon aktiivisuuden rytmiikka viittaavat ilmaston luontaiseen viilenemiseen tulevina vuosikymmeninä. Kansainvälisen ilmastopaneelin hiilidioksidin lisääntymiseen perustuva ennuste on täysin päinvastainen eli voimakas lämpeneminen. Mikäli vallitseva hypoteesi ihmisen ilmakehään päästämän hiilidioksidin ilmastovaikutuksista ja mitattu fakta auringon, tuulten ja merivirtojen luonnollisesta rytmiikasta pannaan yhteen, voi tulos olla toisenlainen. Näin voi asianlaita olla varsinkin merellisen Atlantin ja mantereisen Siperian vaihettumisvyöhykkeellä sijaitsevan Fennoskandian paikallisilmastossa, jonka vaihteluihin meidän on tulevaisuudessakin sopeuduttava. Kirjallisuus: Esper, J., Büntgen, U., Timonen, M. & Frank, D.C Variability and extremes of northern Scandinavian summer temperatures over the past two millennia. Global and Planetary Change p. [url] Esper, J., Frank, D.C., Timonen, M., Zorita, E., Wilson, R.J.S., Luterbacher, J., Holzkämper, S., Fischer, N., Wagner, S., Nievergelt, D., Verstege, A. & Büntgen, U Orbital forcing of tree-ring data. Nature Climate Change. [CrossRef] [html] Helama, S., Timonen, M., Holopainen, J., Ogurtsov, M.G., Mielikäinen, K., Eronen, M., Lindholm, M. & Meriläinen, J Summer temperature variations in Lapland during the Medieval Warm Period and the Little Ice Age relative to natural instability of thermohaline circulation on multi-decadal and multi-centennial scales. Journal of Quaternary Science 24(5): [CrossRef] Helama, S., Mielikäinen, K., Timonen, M. & Eronen, M Sub-Milankovitch solar forcing of past climates: Mid and late Holocene perspectives. Geological Society of America Bulletin 122: [CrossRef] Mielikäinen, K., Timonen, M. & Helama, S Ilmastonmuutokset ja niiden syyt puulustojen ja muiden proksitietojen pohjalta. Luku 2.1 (sivut 32-52) Metlan verkkojulkaisussa Bioenergia, ilmastonmuutos ja Suomen metsät. [url] S.K. Solanki 1, I. G. Usoskin 2, B. Kromer 3, M. Schüssler 1, and J. Beer 4 Unusual activity of the Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years. Nature, Vol. 431, No. 7012, pp , 28 October Lisätietoa lustotutkimuksista: 2

102 Lapin mänty ilmastonmuutosten tulkkina ja selittäjänä Kari Mielikäinen, Metla TUTKAS/Eduskunta Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

103 RISTIINAJOITUKSEN PERIAATE:

104 PUUN VUOSITUHANTINEN MUISTI Subfossiilipuu 884 e.kr. Vuodentarkka (7640 v.) lustotieto: leveys, puun tiheys, solurakenne, isotoopit Ilmaston mallinnus: Ilmastomuuttuja (lämpö, sade ym.) = F(lustomuuttujat) Auringon mallinnus: Auringonpilkut = F(C13/C14 puulustoista) 11/8/ Metla/Erkki Oksanen

105 Ilmastonmuutosten syyt (pitkällä aikavälillä myös geologia) Aurinko Ilmakehä Meret Tuulet

106 Mitä tiedämme globaalista auringosta? Auringon aktiivisuudessa on monenlaista syklistä vaihtelua Aurinko ollut 1900 luvulla aktiivisimmillaan 8000 vuoteen (Solanki ym. 2004) => tasaantunut ja kääntynyt laskuun? Vaihtelut (7640 v.) sopivat yhteen lustoista arvioitujen ilmastonmuutosten kanssa (Helama ym. 2010) viiveellä (merten lämpöpuskuri?) Auringon ilmastovaikutukset ovat edelleen osin tuntemattomat ja ne puuttuvat pääosin ilmastomalleista

107 Merten alueelliset ilmastovaikutukset Golf virran voimakkuuden vaihtelut näkyvät Fennoskandian menneessä ilmastossa (Keskiajan lämpökausi, pikkujääkausi, Helama ym. 2009) Vaihteluiden ajurina auringon lämpö ja Atlantin suolapitoisuuden vaihtelut Myös muiden valtamerten sääilmiöiden (NAO, AMO, El Nino) vaikutukset näkyvät puulustoissa (ilmastossa) NAO = North Atlantic Oscillation AMO = Atlantic Multidecadal Oscillation El Nino = El Nino Southern Oscillation

108 Ilmaston luonnollinen vaihtelu vuotta Lievä viilenevä trendi (maapallon akselikulma, Esper ym. 2012) pohjoisella pallonpuoliskolla Vaihtelu on ollut suurta : lämpimintä ja Luonnonprosessit ovat edelleen mukana pelissä Lisää tietoa/ymmärrystä tarvitaan auringon ja merten prosesseista Mihin tietoa tarvitaan: Globaalimallien tarkentamiseen Alueellisten mallien tarkentamiseen (sopeutumiseen)

109 KIITOS!