Lapin ilmastonmuutoskuvaus

Transkriptio

1 Lapin ilmastonmuutoskuvaus Ilmastoennuste eri säätekijöistä vuoteen 2099 asti eri päästöskenaarioilla. Lyhyesti ilmastomalleista, eri päästöskenaarioista ja ilmaston luonnollisesta vaihtelevuudesta. Ilmatieteen laitos 2010 Ilmatieteen laitos (ellei toisin mainita)

2 Sisältö Kasvihuoneilmiön voimistuminen kuvat 1-2 Havaittu keskilämpötilan muutos kuvat 3-5 Ilmastonmuutosten mallintaminen kuvat 6-9 Sääsuureiden muutoksia 2099 asti - Keskilämpötila, Eurooppa ja Atlantti kuva 10 - Sademäärä, Eurooppa ja Atlantti kuva 11 Suomessa: - Keskilämpötila kuvat Kylmät ja kuumat päivät kuvat Sademäärä kuvat Muutosten alueellisista eroista kuva 18 - Pilvisyys ja auringon säteily kuvat Rankkasateet kuva 21 - Kuivuusjaksot kuva 22 - Pakkaspäivien esiintyminen kuvat Lumipeite kuvat Valunta kuva 29 - Haihdunta kuva 30 - Termiset vuodenajat kuvat Kasvukausi kuvat Routa kuvat Itämeri kuvat Jäämeri kuvat Yhteenveto kuvat 41-43

3 Kuva 1 Luonnollinen / voimistuva kasvihuoneilmiö Ilmakehän vesihöyry, hiilidioksidi ja muut kasvihuonekaasut vähentävät lämpösäteilyn karkaamista avaruuteen Ilman luonnollista kasvihuoneilmiötä - maan pinta olisi n. 33 ºC kylmempi - maapallolla ei olisi pitkälle kehittynyttä elämää Auringonsäteily Lämpösäteily Ongelma: kasvihuoneilmiön voimistuminen mm. fossiiliset polttoaineet, metsien raivaus

4 Kuva 2 Kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä lisääntyy kiihtyvää tahtia CO2-pitoisuus +30% esiteollisesta ajasta (fossiiliset polttoaineet, maankäyttö) Nykyisin lisäys n. 2 ppm vuodessa, mikä on noin 0,5% kokonaismäärästä Jääkairaukset: pitoisuus korkeimmillaan ainakin vuoteen Muut KH-kaasut: metaani (maatalous, kaatopaikat), typpioksiduuli, halogenisoidut hiilivedyt, otsoni

5 ( C ) Maapallo on lämmennyt vuosisadassa 0.74 C Kuva 3

6 Kuva 4 Suomi runsaan asteen, mutta luonnollinen vaihtelu suurta Suomen vuosikeskilämpötilan poikkeamat jakson keskiarvosta Kymmenen vuoden liukuva keskiarvo on esitetty mustalla käyrällä. Suomen keskilämpötila oli noin 1,9 ºC jaksolla

7 Kuva 5 Vuosikeskilämpötilat Helsingin Kaisaniemestä, Jyväskylästä ja Sodankylästä mittaushistorian ajalta Helsingin kohdalla on lisäksi esitetty 1900-luvun alusta lähtien kaupungistumisesta aiheutuva korjaus, joka on suurimmillaan 0,7-0,8 C

8 Kuva 6 Tulevat ilmastonmuutokset Päästöskenaariot Kaasujen ja hiilen kierto Kasvihuonekaasujen pitoisuudet Tuleva ilmasto Fysiikan lait

9 Kuva 7 Ilmastomallin erotuskyky Maapallonlaajuiset ilmastomallit ovat kehittyneet, mutta usein tarvitaan alueellisia tarkennuksia Useimpien globaalien ilmastomallien (alla vasemmalla) erotuskyky tänä päivänä on noin 200 km luokkaa Alueellisissa ilmastomalleissa (alla oikealla) laskentaväli on km KORKEUS MERENPINNASTA

10 lähde: Muutamme ilmastoa (2008) Kuva 8 Ilmastomallien päästöskenaariot Ilmastomalliin sijoitetaan luonnonlakien lisäksi: Arvio ihmiskunnan käyttäytymisestä = päästöskenaario A2: tavaratuotanto, fossiiliset polttoaineet, kilpailu, hyvinvointierot kärjistyvät B1: tieto- ja palveluyhteiskunta, taitoyhteiskunta, uudet teknologiaratkaisut, yhteisöllisyys

11 Kuva 9 Ilmastonmuutoksen epävarmuudet karkeasti 1. Luonnollinen vaihtelu Suuri merkitys etenkin lähitulevaisuudessa 2. Ilmastomallien epävarmuudet Merkitys kasvaa ajan mukana 3. Päästöskenaariot Lähde: J. Räisänen, HY

12 Kuva 10 Pohjois-Atlantin termohaliininen kiertoliike heikkenee ilmastomallien mukaan Islannin eteläpuolen merialueiden lämpötilan nousu jää vähäiseksi, koska merivirran heikentyminen ja lämpötilan nousu kumoavat toisensa Lämpimän merivirran heikkenemisestä huolimatta Suomessa lämpötila kohoaa selvästi Pohjoisella Jäämerellä voimakas talvinen lämpötilan nousu Etelä-Euroopan maaperän kuivuminen kesäaikaan voimistaa lämpenemistä

13 Kuva 11 Pohjois-Euroopassa sataa A1Bskenaarion mukaan tulevaisuudessa 10-20% nykyistä enemmän, Etelä-Euroopassa sen sijaan vähemmän Keski- ja Etelä-Euroopassa sateet vähenevät kesällä, mutta lisääntyvät talvella Välimeren maissa sademäärän vuotuinen väheneminen on suhteellisesti suurta, kesällä jopa yli 30%

14 Kuva 12 Suomi lämpenee lähivuosikymmeninä ~0,4±0,1 C / 10v Noin 20 ilmastomallin antama paras arvio (suluissa 90%:n todennäköisyys)

15 Kuva 13 Selvin lämpeneminen talvella, vähiten lämpenee kesällä Eri päästöskenaariot vaikuttavat tulokseen selvästi Keskilämpötilojen muutos Suomessa ( ) ( ) eri kuukausina

16 Kuva 14 Kylmien päivien esiintyminen ilmaston lämmetessä Ankarien pakkaspäivien (vrk:n keskilämpötila alle -25) keskimääräisen vuotuisen lukumäärän (musta käyrä) ja talven pisimmän yhtenäisen jakson pituuden (harmaat palkit) arvioitu kehitys kuluvan vuosisadan loppuun asti ns. keskimääräisen lämpenemisen skenaariossa. Kuuden havaintopaikan (Kajaani, Oulu, Kuusamo, Sodankylä, Muonio, Ivalo) keskiarvo. Ilmatieteen laitos Kimmo Ruosteenoja Acclim-hankkeen 2.vaihe T2

17 Kuva 15 Kuumien päivien esiintyminen ilmaston lämmetessä Kuumien päivien (vrk:n keskilämpötila yli 20) keskimääräisen kesäisen lukumäärän (musta käyrä) ja pisimmän yhtenäisen jakson pituuden (harmaat palkit) arvioitu kehitys kuluvan vuosisadan loppuun asti ns. keskimääräisen lämpenemisen skenaariossa. Kuuden havaintopaikan (Kajaani, Oulu, Kuusamo, Sodankylä, Muonio, Ivalo) keskiarvo. Ilmatieteen laitos Kimmo Ruosteenoja Acclim-hankkeen 2.vaihe T2

18 Kuva 16 Vuotuisen sademäärän muutokset (%) Suomessa Sademäärän vuosisumma, koko Suomi Vertailujaksona v Noin 20 ilmastomallin antama paras arvio (suluissa 90%:n todennäköisyys)

19 Kuva 17 Suomessa sademäärät kasvavat läpi vuoden Sademäärät kasvavat suhteellisesti enemmän talvella, eri päästöskenaariot vaikuttavat vuodenaikojen välisiin eroihin Kesäsateet säilyvät kuitenkin runsaampina kuin talvisateet Kuukauden sademäärän muutos Suomessa ( ) ( ) eri kuukausina

20 Kuva 18 Lämpötila nousee ja sademäärä lisääntyy Pohjois- Suomessa jonkin verran nopeammin kuin maan eteläosissa Vuosikeskilämpötilan (vasemmalla) ja sademäärän (oikealla) muutos kaudesta kauteen A1B-skenaarion mukaan

21 Kuva 19 Muutokset pilvisyydessä Pilvisyyden ennakoidaan lisääntyvän talvella ja vähenevän kesällä Tarkastelupiste Keski-Suomesta lähde: Muutamme ilmastoa (2008)

22 Kuva 20 Saapuvan auringon säteilyn määrä vähenee Absoluuttinen muutos talvella Lapissa pieni, kesän muutos noudattelee pitkälti vuosikeskiarvon muutosta

23 Kuva 21 Rankkojen sateiden esiintymisestä Suomessa tulevaisuudessa Touko-syyskuun suurin vrk-sade, muutos (%) Æ Kaksi erilaista ilmastomalliajoa tuottavat erilaiset tulokset, Suomessa sateet voimistuvat kummassakin tapauksessa Monen ilmastomallin keskiarvo A2-skenaario RCA3ilmastomalli A1Bskenaario

24 Kuva 22 Kesän pisin sateeton jakso Suomessa ei selvää muutosta, mutta Pohjoisessa merkkejä pitenemisestä Kesä-elokuu A2-skenaarion mukaan Muutos (%) 7 mallin keskiarvona Pitenemistä simuloivien mallien määrä Valkoisilla maa-alueilla mallit ovat erimielisiä muutoksen suunnasta Punaisilla maa-alueilla enemmistö malleista ennakoi sateettoman jakson pitenemistä, sinisillä vastaavasti lyhenemistä. Vihreillä alueilla kumpikaan vaihtoehto ei ole enemmistönä.

25 Kuva 23 Syksyn ensimmäinen pakkanen lykkääntyy, kevään viimeinen aikaistuu syksy kevät Muutos vuorokausina A2-skenaarion toteutuessa

26 Kuva 24 Pakkaspäivien lukumäärä supistuu huomattavasti ( A2 ) Pakkaspäiviä (kuva) kpl vähemmän Pakkaskausi lyhenee vrk Eli pakkaskautta pilkkovat lämpöjaksot lisääntyvät Nollarajan ohitukset lisääntyvät (Jylhä et al., 2008)

27 Kuva 25 Nollarajan ohituspäivät* yleistyvät joulu-helmikuussa syys-lokakuu joulu-helmikuu maalis-huhtikuu Muutos vuorokausina A2-skenaarion toteutuessa * vuorokauden alin lämpötila < 0ºC ja vuorokauden ylin > 0ºC

28 Kuva 26 Lämpötilan kohotessa lumipeitepäivät harvenevat -20% -30% Lumipeitepäivien keskimääräisen vuotuisen lukumäärän muutos (%) A2- skenaarion mukaan Lumen suhteellinen väheneminen (%) on voimakkainta talven alussa ja lopussa -40% -50%

29 Kuva 27 Lumipeitepäivien väheneminen (%) Pohjois-Suomessa (n. 67 N) A2-skenaarion mukaan Väritys: punainen - lokakuu musta - joulukuu sininen - helmikuu keltainen - huhtikuu

30 Kuva 28 Lumen vesiarvon väheneminen Maaliskuu Lumen vesiarvo vähenee, paitsi maapallon kylmimmillä alueilla Aluksi runsaat lumisateet voivat jopa yleistyä sisämaassa ja Pohjois- Suomessa Kuvassa vertailujaksona ja tarkastelupiste Keski- Suomessa lähde: Muutamme ilmastoa (2008)

31 Kuva 29 Valunta lisääntyy pääosin Lapissa - Etelä-Lapissa merkkejä keväisestä vähenemisestä Kevät Talvi A2 B2 A2 B2 lähde: Beldring et al. (2006)

32 Kuva 30 Vuotuinen haihdunta lisääntyy koko Suomessa A2 B2 Kuvissa on esitetty haihdunta vain maa-alueilta (vesialueet eivät ole mukana) lähde: Beldring et al. (2006)

33 Kuva 31 Terminen kesä pitenee, syksy ei Lapissa juurikaan Termisen kesän ja syksyn pituuden muutokset (vrk) vuosisadan loppuun mennessä A1B-skenaarion mukaan

34 Kuva 32 Terminen talvi lyhenee voimakkaasti, kevät pitenee hieman Lapin luoteisinta kolkkaa lukuun ottamatta Termisen talven ja kevään pituuden muutokset (vrk) vuosisadan loppuun mennessä A1B-skenaarion mukaan Mustan viivan länsipuolella ei keskimäärin enää termistä talvea

35 Kuva 33 Kasvukausi pitenee runsaalla kuukaudella Termisen kasvukauden piteneminen (vrk) vuosisadan loppuun mennessä A1B-skenaarion toteutuessa

36 Kuva 34 Tehoisan lämpötilan summa kasvaa huomattavasti A2-skenaarion toteutuessa Keski-Lapissa vuosisadan lopulla lämpösumma samaa luokkaa kuin Etelä-Suomessa nykyään Kesän hallaton aika pitenee

37 Kuva 35 Roudan paksuus lumettomalla pinnalla Arvio roudan paksuudesta kaudella sekä ennuste kaudelle lämpenemisen keskiskenaarion mukaan

38 Kuva 36 Roudan paksuus lumisella pinnalla Roudan ja lumipeitteen paksuuden todennäköisyys Muoniossa nykyilmastossa ja tämän vuosisadan lopulla (Venäläinen et al. 2001)

39 Kuva 37 Merenpinnan korkeuden muutos Itämerellä Merenpinnan keskimääräisen korkeuden arvioita eri päästöskenaarioihin pohjautuen Maan pinnan kohoaminen on otettu huomioon Huom. lukuun ottamatta Hankoa pystyakselia on siirretty selvyyden vuoksi Perämerellä maankohoaminen pitkälti kompensoi globaalin merenpinnan nousun lähde: Johansson et al. 2004

40 Kuva 38 Jääpäivien lukumäärä Itämerellä vuonna 2100 kontrolliajo B2 A2 lähde: Meyer et al., 2004

41 Kuva 39 Jäämeren jääpeitteen laajuus on kutistunut viime vuosikymmeninä (Jari Haapala )

42 Kuva 40 Konservatiivisen arvion mukaan Jäämeri tulisi olemaan kesäaikaisin jäätön aikaisintaan Eri ilmastomalleilla arvioitu jään peittävyyden muutos tulevaisuudessa. Punainen käyrä kuvaa havaittua muutosta, sinisen ja magentan väriset käyrät mallituloksia kahdella eri päästöskenaariolla (A1B, A2). Harmaa käyrä on mallinnettu jääpeitteen vaihtelu kun CO2 päästöjä ei ole otettu huomioon. (Wang & Overland, 2009, Geophysical Research letters)

43 Kuva 41 Suuntaa-antava yhteenveto ilmastosuureiden muutoksista Suomessa vuosisadan lopussa + = lisääntyy/kasvaa + = lisääntyy/kasvaa huomattavasti = vähenee = vähenee huomattavasti / = säilyy suunnilleen ennallaan ( ) = muutos hyvin epävarma tyhjä = ei osata sanoa tai merkityksetön

44 Kuva 42 Suuntaa-antava yhteenveto ilmastosuureiden muutoksista Suomessa vuosisadan lopussa + = lisääntyy/kasvaa + = lisääntyy/kasvaa huomattavasti = vähenee = vähenee huomattavasti / = säilyy suunnilleen ennallaan ( ) = muutos hyvin epävarma tyhjä = ei osata sanoa tai merkityksetön

45 Kuva 43 Yhteenveto Kasvihuonekaasujen pitoisuudet ja lämpötilat ovat kohonneet 1900-luvun mittaan. Ilmastonmuutoksen kehityksen ennustaminen vaikeaa. Tulevaisuuden päästöt? Muutoksen mallintaminen? Luontainen vaihtelu? Globaali muutos Lämpeneminen voimakkainta mantereilla ja korkeilla leveysasteilla. Sademäärät kasvat korkeilla leveyasteilla, vähenevät subtropiikissa. Suomi Lämpeneminen nopeampaa kuin maapallolla keskimäärin. Lämpeneminen ja sademäärien kasvu voimakkaampa talvella kuin kesällä. Suhteellisen suuri muutos ääri-ilmiöissä (rankkasateet, helle, pakkaset). Kasvukausi pitenee ja tehostuu. Suuret muutokset talvioloissa Pakkas- ja lumipeitekausi lyhenee ja muuttuu rikkonaisemmaksi. Entistä suurempi osa talvisateista vetenä.