Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Transkriptio

1 Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

2 Sisältöä Kasvihuoneilmiö Kasvihuoneilmiön voimistuminen Näkyykö kasvihuoneilmiön voimistumisen vaikutus jo maapallon ilmastossa? Miten tulevia ilmastonmuutoksia pyritään ennustamaan? Miten ilmaston arvioidaan muuttuvan tulevaisuudessa? Mitä muuttuu ilmaston mukana?

3 Luonnollinen kasvihuoneilmiö Ilmakehä läpäisee auringonsäteilyä hyvin (1), mutta maanpinnan säteilemää lämpösäteilyä huonosti (2) (1) (2) Luonnollisen kasvihuoneilmiön ansiosta maapallon pinnan keskilämpö (+14 C) on n. 32 C korkeampi kuin se muuten olisi (-18 C) Syyllisiä kasvihuoneilmiöön kasvihuonekaasut: - vesihöyry (H 2 O) - hiilidioksidi (CO 2 ) - metaani (CH 4 ) - ilokaasu (N 2 O) - ym.

4 Kasvihuoneilmiön voimistuminen Tähänastinen muutos: CO % CH % N 2 O + 18% Ihmistoimet lisäävät monien kasvihuonekaasujen pitoisuuksia Tärkein hiilidioksidi (CO 2 ); pääsyy sen lisääntymiseen fossiilisten polttoaineiden käyttö Voimakkaampi kasvihuoneilmiö lämpimämpi ilmasto!

5 Näkyykö kasvihuoneilmiön voimistumisen vaikutus ilmastossa? maapallon keskilämpötilan muutosten simulointi ilmastomallien avulla havaittu simuloitu havaittu simuloitu Aurinko + tulivuoret + kasvihuonekaasut + aerosolihiukkaset (58 ajoa 14 eri mallilla) Aurinko + tulivuoret (19 ajoa 5 eri mallilla)

6 Tulevien ilmastonmuutosten ennustaminen ilmastomallien avulla 370 CO 2 -pitoisuus Ilmastoon vaikuttavat ulkoiset tekijät (mm. kasvihuonekaasupitoisuudet) ajan funktiona IlmaK Maa Meri Jää Ilmastomalli: Fysikaaliset luonnonlait tietokoneohjelman muodossa, niin hyvin kuin osataan Pitkä sääennuste Ilmasto = sään tilastolliset ominaisuudet

7 Skenaarioita: CO 2 -päästöt ja -pitoisuudet Päästöt (10 9 t / vuosi) Pitoisuus (miljoonasosia) Väestön ja talouden kasvu vs. puhtaamman tekniikan kehitys? CO 2 pitkäikäinen vain todella rajut päästövähennykset pysäyttävät pitoisuuden kasvun Skenaariot eivät sisällä päästösopimuksia riittävän vahva kansainvälinen ilmastopolitiikka voi vielä kääntää kehityksen skenaarioiden näyttämää suotuisemmaksi?

8 Ennustettu maapallon keskilämpötilan nousu eri päästöskenaarioille Lämpötilan muutos (ºC) B1 A1T B2 A1B A2 A1FI Pienehköt päästöt Suuret päästöt Huomioon otetut epävarmuudet (i) ilmastomallit (ii) hiilen kiertokulku Vertailun vuoksi luvulla lämpötila nousi n. 0.7ºC - maapallon keskilämmön ero viime jääkauden ja nykyajan välillä 4-7ºC

9 Vuoden keskilämpötilan muutos seuraavien 100 vuoden aikana? - Keskiarvo yli 20 ilmastomallin tuloksista - Keskisuuret kasvihuonekaasupäästöt (A1B-skenaario) C

10 Paikallinen vuosikeskilämpötilan muutos / koko maapallon keskiarvo C/ C - Lähes kaikki maa-alueet lämpenevät enemmän kuin maapallo keskimäärin! - Jakauma ei juuri riipu siitä, kuinka paljon kasvihuonekaasuja malleissa lisätään!

11 Vuoden keskilämpötila Euroopan ja Afrikan sektorilla: nykyinen ilmasto sekä 2 C tai 6 C lämpimämpi maapallo

12 Vuoden keskisademäärän muutos (%) seuraavien 100 vuoden aikana? Vesivarojen entistä epätasaisempi uusjako: monet kuivat alueet käyvät entistä kuivemmiksi? - Keskiarvo 21 ilmastomallin tuloksissa - Keskisuuret kasvihuonekaasupäästöt (A1B)

13 Muutokset vaihtelevat mallista toiseen Vuoden keskilämpötilan muutos 100 vuoden aikana 21 eri ilmastomallissa

14 Vuoden keskilämpötilan (vaaka-akseli) ja sademäärän (pystyakseli) muutokset Etelä- Suomessa (60 N, 25 E) Paljon kvantitatiivista epävarmuutta, mutta kvalitatiivinen yksimielisyys mallien välillä hyvä! Mukana vain ilmastomalleihin liittyvä epävarmuus, ei päästöepävarmuutta.

15 Helsingin säät alkaneella vuosisadalla? Lämpötila ( C) Sademäärä (mm) Ennuste laadittu olettamalla, että (1) Keskimääräinen lämpötila nousisi 4ºC ja sademäärä 15% sadassa vuodessa (tämä on tietysti vain yksi vaihtoehto) (2) Vuosienvälinen vaihtelu toistuisi samanlaisena kuin 1900-luvulla (tosiasiassa yksittäisten vuosien säitä ei voi ennustaa!)

16 Mitä muuta? Keskiarvojen muuttuessa muuttuvat myös ääriarvot huippukorkeista lämpötiloista tulee tavanomaisia normaalit talvet alkavat tuntua poikkeuksellisen kylmiltä rankempia sateita jne. Merenpinta nousee v mennessä cm(?), jatkossa enemmän maankohoaminen lievittää Suomessa Seuraukset pahimpia kehitysmaissa Heikompi sopeutumiskyky, valmiiksi lämmin ilmasto, rajummat säät Vaikutukset luonnossa Kymmeniä prosentteja lajeista vaarassa??

17 Onko ilmaston lämpeneminen pysähtynyt? - maapallon keskilämpötilan havaittu muutos v ?

18 Eipäs hötkyillä - samanlaisia pysähtyneen lämpenemisen jaksoja myös ilmastomallisimulaatioissa! Havainnot Eräs ilmastomalli Mitä seuraa jatkossa? seuraavassa yksi mahdollisuus

19 Tilanne vuonna 2015? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2015)

20 Tilanne vuonna 2020? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2020)

21 Tilanne vuonna 2025? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2025)

22 Tilanne vuonna 2030? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2030)

23 Tilanne vuonna 2035? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2035)

24 Tilanne vuonna 2040? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2040)

25 Tilanne vuonna 2045? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2045)

26 Tilanne vuonna 2050? Havainnot ( 2009) Eräs ilmastomalli ( 2050)

27 Ennuste Jossain vaiheessa loppuu turha kalabaliikki siitä, onko kasvihuoneilmiön voimistuminen ongelma vai ei Silloin ovat etulyöntiasemassa ne, jotka ovat ottaneet asian hyvissä ajoin tosissaan.