Atte Korhola Ympäristötieteiden laitos Helsingin yliopisto. Ilmaston vaihtelu arktisilla alueilla viimeisen 100 vuoden aikana ja sen mahdolliset syyt

Samankaltaiset tiedostot
IPCC 5. ilmastonmuutoksen tieteellinen tausta

Ilmastonmuutos mitä siitä seuraa?

Musta hiili arktisella alueella

Miten ilmaston lämpeneminen Arktiksessa vaikuttaa Suomen ilmastoon?

Ajankohtaista ilmastonmuutoksesta ja Espoon kasvihuonekaasupäästöistä

Miten ilmastonmuutos vaikuttaa liikunnan olosuhteisiin?

Ilmastonmuutos tilannekatsaus vuonna 2013

Pohjoisten metsien merkitys ilmastonmuutokselle - biogeokemialliset ja biofysikaaliset palautemekanismit

Pohjoiset suot ja ilmastonmuutos. Minna Väliranta Ympäristötieteiden laitos Helsingin yliopisto

Ensimmäisiä tuloksia SETUKLIM-hankkeesta (Sektoritutkimusohjelman ilmastoskenaariot)

Uskotko ilmastonmuutokseen? Reetta Jänis Rotarykokous

ILMASTONMUUTOS ARKTISILLA ALUEILLA

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

IPCC 5. ilmastonmuutoksen tieteellinen tausta

Mitkä tekijät vaikuttavat ilmastoon?

Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle

Metsä ekosysteemipalvelujen tuo3ajana case ilmastonmuutoksen torjunta

Mitä kuuluu ilmastonmuutokselle?

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit

Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos

GLOBAL WARMING and cooling. Aurinko syytettynä, CO2 marginaali. Timo Niroma Ilmastofoorumi Toukokuu 2009

IPCC 5. ARVIOINTIRAPORTTI OSARAPORTTI 1 ILMASTONMUUTOKSEN TIETEELLINEN TAUSTA

Taustatietoa muistiinpanoja ppt1:tä varten

Luku 8. Ilmastonmuutos ja ENSO. Manner 2

Ilmastonmuutos globaalina ja paikallisena ilmiönä

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Ilmastonmuutokset skenaariot

Ilmastonmuutos eri mittakaavatasoilla

Lapin ilmastonmuutoskuvaus

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

Ilmastonmuutos ja uudet liiketoimintamahdollisuudet

Säätiedon hyödyntäminen WSP:ssä

Ilmastonmuutos Heikki Tuomenvirta, Ilmastokeskus, Ilmatieteen laitos

Yleistä. Millaiseksi ilmastomme on muuttumassa?

ILMASTONMUUTOS IHMISTEN SYYTÄKÖ?

Staffan Widstrand / WWF. WWF:n opetusmateriaali yläkouluille ja lukioille

Ilmastonmuutos mitä siitä seuraa?

AURINKO SÄÄTÄÄ ILMASTOA KOKEMÄKI

Ilmastonmuutos. Ari Venäläinen

ILMASTONMUUTOSSKENAARIOT JA LUONTOYMPÄRISTÖT

Ilman pienhiukkasten ympäristövaikutusten arviointi

Globaali näkökulma ilmastonmuutokseen ja vesivaroihin

Soiden hiilitase ja ilmastonmuutos

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

JANUARY 2010 TEMPERATURE DEVIATION FROM THE MEAN (NCEP) 03/01/

Ilmakehän aerosoliprosessien ja aerosoliilmastovaikutuksen. tutkimus. Antti-Ilari Partanen Ilmatieteen laitos, Kuopion yksikkö

Miten Suomen ilmasto muuttuu tulevaisuudessa?

Mikä määrää maapallon sääilmiöt ja ilmaston?

BC työpaja , Helsinki. LIFE+ 09 Environment Policy and Governance

Luku 8 Energiankäytön ympäristövaikutukset

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

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

Helmikuussa 2005 oli normaali talvikeli.

Mitä ilmastolle on tapahtumassa Suomessa ja globaalisti

Ilmastonmuutoksen vaikutukset biodiversiteettiin Suomessa

Musta hiili arktisen alueen lämmittäjänä

Onko päästötön energiantuotanto kilpailuetu?

Ilmastonmuutos ja kestävä matkailu

Ilmasto-vaikutukset-Suomi? Prof. Petteri Taalas Secretary-General

Pohjoisen merenkulun riskit ja niiden hallinta. Dos., TkT Eva Pongrácz Oulun yliopisto, Thule-instituutti

Itämeren tulevaisuuden näkymiä kehitystrendit ja epävarmuustekijät

Ympäristökysely Taulukkoraportti N=644 Julkaistu:

Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston

ILMASTONMUUTOS TÄNÄÄN

Ilmastonmuutos ja metsät: sopeutumista ja hillintää

Ilmastonmuutoksen hyödyt ja kustannukset - kommentti. Markku Ollikainen Taloustieteen laitos, ympäristöekonomia

Metsät ja ilmastonmuutoksen hillintä

ILMASTONMUUTOS MITEN JA MILLAISTA TULEVAISUUTTA MALLIT ENNUSTAVAT? YLEISTYVÄTKÖ ÄÄRI-ILMIÖT?

Kasvihuoneilmiö tekee elämän maapallolla mahdolliseksi

Kari Mielikäinen METLA Siperian lehtikuusi, ikä v. +

Poliittisten ohjauskeinojen arviointi ja kehittäminen luonnonvarojen kestävän hyödyntämisen edistämiseksi

Kaupunkisuunnittelun seminaari II Oulu Kestävä kaupunki

SUOMI SADAN VUODEN KULUTTUA

Energiajärjestelmän haasteet ja liikenteen uudet ratkaisut

ILMASTONMUUTOS Pääjohtaja Petteri Taalas

Kommenttipuheenvuoro, Seurakuntien metsäseminaari

Miten ilmasto muuttuu ja mitä vaikutuksia muutoksilla on?

Meriliikenteen pakokaasupäästöt Tilannepäivitys. Jukka-Pekka Jalkanen Lasse Johansson

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET

elinkaarianalyysi Antti Kilpeläinen ENERWOODS-hankkeen teemapäivä Tehokas ja kestävä metsäenergian tuotanto nyt ja tulevaisuudessa 4.9.

ACCLIM II Ilmastonmuutosarviot ja asiantuntijapalvelu sopeutumistutkimuksia varten Kirsti Jylhä, Ilmatieteen laitos ISTO-loppuseminaari 26.1.

Ilmasto muuttuu mitä tapahtuu Suomessa?

Bioenergian hiilineutraalius. Sampo Soimakallio, TkT, Dos., Suomen ympäristökeskus, Kluuvin Rotaryklubi,

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Ilmastonmuutos missä nyt menemme

Ihmiskunta, energian käyttö ja ilmaston muutos

Ilmastotoimet ja kestävä kehitys - nexus. Markku Kanninen Helsingin yliopisto, Viikin Tropiikki-Instituutti (VITRI)

Esityksen teemat: Sää, (muuttuvat) olosuhteet ja metsä Ilmastonmuutos ja metsä Arktika

Pohjajarven vuosilustoisten sedimenttien paleomagneettinen tutkimus: Paleosekulaarivaihtelu Suomessa viimeisten 3200 vuoden aikana

Ilmastomuutoksen riskimallinnuksen tuloksia: millaiset ovat tulevaisuuden ilmastoolosuhteet

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

40 minuuttia ilmastojärjestelmän toiminnasta

Aurinkosähkö ympäristön kannalta. Raasepori Pasi Tainio Suomen ympäristökeskus (SYKE)

tärkein laatutekijä Kosteus n. 50% Kosteus n. 30% 7 tonnia puuta 9 tonnia puuta 7 tonnia vettä 5 tonnia vettä

Etelämanner ja jäätiköt. Onni Järvinen

/Hakata vai säästää? 1. Metsät ja ilmastomuutos

Suomen maantiede 3. Luento / 1. osa. Suomen maaperän jääkauden jälkeinen kehitys

ROUDAN PAKSUUS LUMETTOMILLA ALUEILLA ILMASTON LÄMMETESSÄ

Transkriptio:

Atte Korhola Ympäristötieteiden laitos Helsingin yliopisto Ilmaston vaihtelu arktisilla alueilla viimeisen 100 vuoden aikana ja sen mahdolliset syyt

Ilmastonmuutos: Mitä tiedämme jokseenkin varmasti? IPCC AR5 Kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä on nyt ennätyksellisen suuri (> 400 ppm, vrt. esiteollinen noin 280 ppm). Maapallon keskilämpötila on noussut 0,85 astetta vuodesta 1880. merenpinta on noussut 1900-luvun alusta keskimäärin 19 cm. Kulunut 30 vuoden ajanjakso oli pohjoisella pallonpuoliskolla lämpimin 1400 vuoteen. Ilmastonmuutoksella on ollut kiistattomia vaikutuksia ympäristöön kaikkialla maailmassa, ja se on syy joihinkin äärimmäisiin luonnonilmiöihin. Nykyisellä vauhdilla maapallon keskilämpötila kohoaa ainakin neljä astetta vuoteen 2100 mennessä. Jatkuvan lämpenemisen seurauksena esimerkiksi lämpöaallot, äärimmäinen kuivuus, pakolaisongelmat ja ruokapula lisääntyvät.

Avoimia kysymyksiä ilmastonmuutoksessa Mikä on ihmisen osuus nykyisessä ilmaston lämpenemisessä? Mikä aiheutti 1900-luvun alun voimakkaan lämpenemisen? Mikä on 1940-70 voimakkaan viilenemisen taustalla? Mikä selittää nykyisen hiatuksen globaaleissa lämpötiloissa? Onko ilmastoherkkyys estimoitu yläkanttiin? Onko kasvillisuuden kyky imeä hiilidioksidia arvioitu alakanttiin? Mikä on maankäytön rooli havaitussa ilmastonmuutoksessa? Mikä on pienhiukkasten, erityisesti noen (BC), rooli? Mikä selittää eteläisen merijääpeitteen merkittävän laajenemisen? Mikä on ilmastonjärjestelmän luontaisen vaihtelun rooli havaitussa ilmastonmuutoksessa?

AR4 versus AR5 AR4 Lämpötila (2081-2100) Low SRES 1.1-2.9 C High SRES 2.4 6.4 C Ihmisen rooli 90 % tod.näk. että valtaosa 1950-jälkeisestä lämpenemisestä on ihmisen aiheuttamaa Ilmastoherkkyys 2-4.5 C, paras arvio 3 C AR5 Lämpötila (2081-2100) Low RCP 0.3 1.7 C High RCP 2.6 4.8 C Ihmisen rooli 95 % tod.näk. että valtaosa 1950-jälkeisestä lämpenemisestä on ihmisen aiheuttamaa Ilmastoherkkyys 1,5-4,5 C, ei todennäköisintä arviota

AMAP Arctic Monitoring and Assessment Programme ympäristön tilan seuranta ja arviointi saasteiden määrä ja vaikutukset raportit

Arktisen alueen muutokset: ilmastonmuutos teollistuminen talous väestö luonnonvarojen globaali kysyntä liikenneyhteydet Muutokset nopeita, ennalta-arvaamattomia Muutosten kumulatiiviset vaikutukset ja yhteisvaikutukset Muutosten erilaisuus eri puolilla arktista aluetta Vaikutukset ekologiaan, biodiversiteettiin ja ekosysteemipalveluihin - ihmistoiminnan reunaehtoihin

Tiedämme jo, että: Arktinen ilmasto lämpenee kaksi kertaa niin nopeasti kuin muualla Muutokset suurimpia talvikaudella: lumi- ja jääpeite supistuu Ikirouta sulaa ja vetäytyy pohjoisemmaksi Enemmän ja voimakkaampia sademääriä Ekosysteemit ja kasvillisuusvyöhykkeet muuttuvat Ilmastonmuutos aiheuttaa haasteita nykyisille tuotantotavoille ja luonnonvarojen hallinnalle ja alueella asumiselle Mitä paineita yhteisvaikutuksista seuraa, mitkä ovat haasteet ja uudet mahdollisuudet?

Miksi arktinen alue lämpenee muuta maapalloa voimakkaammin? Lukuisia takaisinkytkentöjä (feedback mechanisms) - noidankehä kun lumi ja jää sulaa, tummat pinnat imevät auringon energiaa tehokkaammin ylimääräisestä energiasta valtaosa kuluu lämpenemiseen, ei haihduttamiseen se osa ilmakehää, joka lämmittää maan pintaa on ohuempi napa-alueilla kuin muualla maapallolla merijään vähentyessä lämpöä imeytyy ja myös siirtyy tehokkaasti meristä ilmakehään, joka lämpenee

Arktika vs. globaali Shindell & Faluvegi 2009

Chylek et al. 2009

Arctic Note the T scale! Global Chylek et al. 2009. GRL

Instrumenttimittausten piirteitä Low Arctic (64-70º) keskilämpötilan nousu 1910 1940: 0.59 K/vuosikymmen (5,4 amplification index) 1970 2008: 0.38 K/vuosikymmen (2,0 amplification index 1940-1970 viileneminen; amplification index: 9,0 High Arctic (70-90º) keskilämpötilan nousu 1910 1940: 0.76 K/vuosikymmen (6,9 amplification index) 1970 2008: 0.55 K/vuosikymmen (2,9 amplification index) 1940-1970 viileneminen; amplification index: 12,5

Vuosikeskilämpötilat Helsingin Kaisaniemessä vuosilta 1830-2012, Jyväskylästä 1884-2012 ja Sodankylästä 1908-2012. 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. ILMATIETEEN LAITOS

AMO (Atlantic multidecadal oscillation): Vuotuisten k-lämpötilojen ja AMO:n välinen korrelaatio 0,69. Vaihtelun pääasiallisin selittäjä? Mutta mikä selittää AMO:n vaihtelun? Chylek et al. 2009

Hanhijärvi, Tingley & Korhola 2013, Climate Dynamics

Early Twentieth Century Warming, ETCW ETCW Hanhijärvi, Tingley & Korhola 2013, Climate Dynamics

Holoseenin ilmastovaihtelujen taustalla olevat syyt Maapallon vastaanottaman kokonaissäteilymäärän lasku (pohjoinen pallonpuolisko) Vaihtelut auringon aktiivisuudessa Vaihtelut meri ilmakehä vuorovaikutuksessa Termohaliiniin meriveden kiertoon liittyvät muutokset Vulkanismi Systeemin sisäinen vaihtelu?

Tunnetuimmat aurinkominimit Oortin minimi (MCA:n aikana)1040-1080 Wolfin minimi 1280-1350 Spörerin minimi 1450-1550 (laajemmin 1420-1570) Maunderin minimi 1645-1715 auringonpilkkumäärä 1/1000 tavallisesta, syvimmillään 1666 1700 1670 ei yhtään pilkkua, 1660-1680 hyvin vähän pilkkuja, eniten kauden alussa Daltonin minimi 1790-1820

Hathaway & Wilson 2004

Haltia-Hovi et al. 2007. Quat. Sci. Rev.

Wood et al. 2010

ETCW:n taustalla olevat syyt Palautuminen pikku jääkaudesta? Auringon aktiivisuuden voimistuminen? Vähäinen vulkaaninen aktiivisuus? Arktisen merijääpeitteen supistuminen? Merien lämpötasapainossa tapahtuneet muutokset? Pohjois-Atlantin ilmastovärähtely (NAO)? Stadionaallot systeemin sisäinen vaihtelu?

Wyatt & Curry 2013. Clim. Dyn.

Has the climate recently shifted? Swanson & Tsonis 2009

Kerr 2007, Nature

1940-70 viileneminen: syyt? - Sulfaatti ja nitraatti aerosolit (dimmening) - Maankäytön muutokset - Muutokset auringon aktiivisuudessa - Vulkaaniset aerosolit

NAO:n positiivinen vaihe: polaarialueilla normaalia syvempi (alhaisempi) matalapaine; keskileveyksillä tavallista voimakkaampi korkeapaine (normaalipaine = 1013 mb tai 101,3 kpa) keskimääräistä voimakkaammat länsituulet tuulisysteemi salpaa kylmät polaariilmamassat ulkopuolelleen ulottuu 55 leveyksille 1970-2002 selvästi negatiivista vaihetta dominoivampi

(N)AO: negatiivinen vaihe: polaarialueilla normaalia heikompi matalapaine kylmää arktista ilmaa pääsee valumaan etelämmäksi (pakkasia ja lumimyrskyjä: Seattle, Dallas, Pariisi, Tokio)

Fig. 2. Proxy-based NAO reconstructions V. Trouet et al., Science 324, 78-80 (2009) Published by AAAS

NAO indeksi vaihtelee päivittäin

Musta hiili eli noki

Arktisten alueiden lämpeneminen ja musta hiili (BC) Arktinen alue lämmennyt 2 x voimakkaammin kuin muu maapallo Osittain seurausta positiivisista palautekytkennöistä liittyen lumen ja jään heijastukseen BC aiheuttanut 40 % arktisten alueiden tähänastisesta lämpenemisestä ja 30 % arktisen alueen lumen ja jään sulamisesta Maailmanlaajuisesti CO₂ jälkeen BC toiseksi tärkein ilmastonmuutokseen vaikuttava tekijä

Musta hiili (BC) Musta pienhiukkanen, aerosoli Syntyy epätäydellisessä poltossa Fossiiliset polttoaineet, diesel-moottorit Biomassan poltto, metsäpalot, ruoanlaitto Kaikki palaminen, ei vain ihmisperäinen Kulkeutuu kauas päästölähteiltään maailmanlaajuinen ympäristö-, terveysja sosiaalinen ongelma Suora ja epäsuora vaikutus ihmisiin Muuttaa ekologisia ja fysikaalisia olosuhteita ympäristössä ja vaikuttaa alkuperäisväestöihin ja muihin paikallisiin ihmisiin Terveyshaitta

Musta hiili (BC) Puuhiili- ja kivihiilihiukkaset Nokipalloset Noki lämmittää ilmakehää ja muuttaa pilvien muodostumisprosesseja säilyy ilmakehässä päiviä viikkoja, kunnes laskeutuu kuiva- tai märkälaskeumana vähentää voimakkaasti vaalean alustan heijastuskykyä (albedoa)

American Geophysical Union 2013

BC:n historialliset pitoisuudet Grönlannin jäätikkökairauksiin perustuen

BC:n kulkeutuminen arktiselle alueelle AMAP 2011 Kaikki BC ei pääse kulkeutumaan Grönlannin jäätikön laelle, jolloin jäätikkökairaukset eivät kerro BC pitoisuuksien kehityksestä koko arktisella alueella

BC pitoisuuksien odotetaan kasvavan tulevaisuudessa arktisilla alueilla 1. Kaukokulkeuma Aasiasta 2. Lisääntyneet dieselmoottorit Kasischke 1999 3. Boreaalisen alueen metsäpalot kasvussa 4. Lisääntynyt laivaliikenne ja muu toiminta artisella alueella Boreaalinen metsäpalo, Kanada Brian Stocks, Canadian Forest Service

Material and methods Lake sediment cores from 6 lakes were analyzed for SCP for the last 150 years 1. Arresjøen, Svalbard, Norway 2. Karipääjärvi, Finland 3. Kuutsjärvi, Finland 4. Puoltsajärvi, Finland 5. Saanajärvi, Finland 6. Stepanovichjarvi, Russia The SCP results were compared to modelled (heavy industry derived) BC deposition in the same area The resolution of the model is 2.8 x 2.8 Ruppel et al. 2013, Advances in Meteorology The source areas of contaminants in the lakes were determined with model based back trajectories of air masses

Comparison of observed and modelled SCP/BC deposition SCP trends similar between lakes and similar to trends in concentrations Significant differences in the magnitudes of SCP deposition to the lakes Modelled deposition of BC formed in the energy and industry sector concurs partly with the SCP record Peak in deposition around 1980 However, model results show a peak in BC deposition already in 1900 Early peak resulted from different kind of BC than SCP

EC concentrations in the Holtedahlfonna ice core during the last 300 years. Ruppel et al. 2014. Atmospheric Chemistry and Physics.

Ilmastoneuvotteluissa pääpaino ilmastonmuutoksen lyhyen aikavälin hillitsemisessä tulisi kohdistaa mustaan hiileen (ja etenkin sen päästöihin Aasiassa) BC säilyy ilmakehässä vain päiviä viikkoja, joten vähennysten vaikutukset voisivat ilmetä nopeasti kaikkialla maapallolla BC:n päästöjä vähentämällä voidaan ostaa lisäaikaa n. 10-20 vuotta ilmastonmuutoksen ratkaisemiseen / hillitä ilmastonmuutosta 30 %

KIITOS!