Ilmastonmuutoksen vaikutus vesistökuormitukseen Satakunnassa Ilmastonmuutos ja vesiensuojelu -seminaari 9.2.2013 Teija Kirkkala 1
Ilmastonmuutos Ilmastonmuutos on mikä tahansa luontainen tai ihmistoiminnan aiheuttama ilmaston muuttuminen ajan kuluessa. - IPCC - Ilmastonmuutosta on sellainen ilmaston muuttuminen, joka kytkeytyy suoraan tai epäsuorasti ihmisen toimintaan, joka muuttaa globaalin ilmakehän koostumusta ja joka on lisä verrattuna luontaiseen ilmaston vaihteluun eri aikajaksojen välillä. - United Nations Framework Convention on Climate Change UNFCCC - 2
Ilmastonmuutos Ilmasto on globaalisti lämmennyt ja jäähtynyt useaan otteeseen maapallon historiassa Viimeisintä lämpenemistä pidetään seurauksena kasvihuonekaasujen lisääntymisestä ilmakehässä Ihmiskunnan toimet ovat maailmanlaajuisesti lisänneet ilmakehän hiilidioksidin (CO 2 ), metaanin (CH 4 ) ja typpioksiduulin (N 2 O) pitoisuuksia esiteolliseen aikaan verrattuna 3
Ilmastonmuutoksen seurauksia Satakunnassa Lämpötila kasvaa. Talviaikaiset sateet lisääntyvät, kesäaikaiset voivat hieman vähentyä. Pakkaspäivien määrä vähenee. Lumipeite ja routa sekä jääpeite vähenevät Yhtenäinen lumipeiteaika muuttuu toisiaan seuraaviksi lumisiksi/vetisiksi jaksoiksi. Lumen syvyys vähenee. Routakerros voi olla paksumpi. Kevätvalunnan osuus vähenee ja korvautuu talven aikaisella valunnalla. 4
Säiden ääri-ilmiöt lisääntyvät: Tulvat, rankkasateet Kuivuus Vesiensuojelutoimenpiteiden riittämättömyys Vaikuttaa paitsi pintavesiin, myös pohjavesiin 5
Tähän mennessä havaittua... Esimerkkejä Satakunnan vesistöistä 6
1931 1937 1943 1949 1955 1961 1967 1973 1979 1985 1991 1997 2003 Lämpötilan kehitystä Tammikuu 5 0-5 IL:n aineistojen pohjalta tarkasteltu kuukausittaisia keskilämpötiloja, joissa havaittu nousua -10-15 -20-25 keskilämpötila maksimilämpötila Minimilämpötila 7
Sademäärän muutoksia Myös sadannassa havaittiin tilastollisesti merkitsevää kasvua erityisesti talvikuukausina Valtaosassa aikasarjoista ei kuitenkaan selvää muutostrendiä 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1931 1936 Sademäärä, Kokemäki,Tammikuu sade (mm) 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 8
Pyhäjärven perustietoja Valuma-alue 615 km 2 Pinta-ala 154 km 2 Keskisyvyys 5,4 m Suurin syvyys 26 m Rantaviivaa 80 km 9
Fosforitase Eurajoen kautta - 18 % Ilmasta + 10 % Lähivalumaalueelta +24 % Järveen jää 56 % Pyhäjoesta +12 % Kalojen mukana poistuu - 26 % Yläneenjoesta +54 % 10
Pyhäjärven kuormitus Pyhäjoki, Kok P: 2009: 1,1 t/a 2008: 2,8 t/a 2000-2006: 1,8 t/a 11
1.1.2008 1.2.2008 1.3.2008 1.4.2008 1.5.2008 1.6.2008 1.7.2008 1.8.2008 1.9.2008 1.10.2008 1.11.2008 1.12.2008 Virtaama m 3 /s Talviaikainen ravinnekuormitus Kuormitushuiput 25 20 Yläneenjoki Pyhäjoki 15 10 5 0 12
01.01.2012 01.02.2012 03.03.2012 03.04.2012 04.05.2012 04.06.2012 05.07.2012 05.08.2012 05.09.2012 06.10.2012 06.11.2012 07.12.2012 Virtaama m 3 /s 01.01.2011 01.02.2011 04.03.2011 04.04.2011 05.05.2011 05.06.2011 06.07.2011 06.08.2011 06.09.2011 07.10.2011 07.11.2011 08.12.2011 Virtaama m 3 /s 30 25 Yläneenjoki Pyhäjoki 20 15 10 5 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Yläneenjoki Pyhäjoki 13
P kg/kausi 08/09 06/07 04/05 02/03 00/01 98/99 96/97 94/95 92/93 90/91 88/89 86/87 84/85 82/83 80/81 KOKO ULKOINEN KUORMITUS (joet + lähivaluma-alue) X-XII + I-III Talviaikainen kuormitus 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 14
20080901 20080921 20081011 20081031 20081120 20081210 20081230 20090119 20090208 20090228 20090320 20090409 20090429 20090519 20090608 20090628 20090718 20090807 Köyliönjärven tulovirtaama Q m3/s Esimerkkinä Köyliönjärvi: Hydrologinen vuosi 10,0 9,0 8,0 7,0 4,64 6,85 6,0 5,0 4,72 4,0 3,0 2,0 1,0 2,64 0,91 0,68 0,04 0,0 15
20080901 20080925 20081019 20081112 20081206 20081230 20090123 20090216 20090312 20090405 20090429 20090523 20090616 20090710 20090803 20090827 Q (m3/s) totp (kg/d) Ketelinoja -- Köyliönjärvi 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Q m3/s totp (kg/d) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Keskiarvo 10,9 kg/d 16
Ojien kokonaiskuormitus Ketelinoja Kok.P (kg) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 2008 lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 huhtikuu Kissanoja Sirttalanoja Mustaoja 2008 syyskuu 2008 lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 tammikuu 2009 helmikuu 2009 maaliskuu 2009 huhtikuu 2009 toukokuu 2009 kesäkuu 2009 heinäkuu 2009 elokuu Maununoja 17
Eurajoki, kausikeskivirtaama 1965-2010 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 Jakso 4 Jakso 3 Jakso 2 Jakso 1 20,00 10,00 0,00 18
Q (m3/s) Kokemäenjoki, Harjavalta, kausikeskivirtaama 1931-2010 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Jakso 1 Jakso 2 Jakso 3 Jakso 4 3 kaud. liuk. keskiarvo (Jakso 1) 1=tammi-maalis 2=huhti 3=touko-syys 4=loka-joulu 19
Jaksot 1=tammi-maalis 2=huhti 3=touko-syys 4=loka-joulu 20
21
Tulevaisuus 22
Ilmastonmuutosennusteet (1/2) Ilmastonmuutosskenaariot ovat ilmastotutkimuksen työkaluja Kukin skenaario on mahdollinen kuvaus tulevaisuudesta Perustuu kasvihuonekaasujen päästöskenaarioihin (huomioitu esim. väestönkasvun, energiatehokkuuden ja teknisen kehityksen ennusteet) IPCC:n skenaariot (2000) A-skenaariot: kulutusyhteiskunta B-skenaariot: kestävä kehitys 23
Ilmastonmuutosennusteet (2/2) Päästöistä lasketaan ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet Pitoisuudet syötetään ilmastomalleihin, joilla ennusteita lasketaan (kausikeskiarvoja, vaihteluvälejä, jakaumia yms.) Alueellisia ilmastomalleja kehitetään jatkuvasti Haasteita: päästökehityksen ennustaminen ja luonnollisen ilmastovaihtelun erottaminen ihmisen vaikutuksesta 24
Lämpötilan muutos ( o C) jakso koko vuosi kevät kesä syksy talvi (kk 3-5) (6-8) (9-11) (12-2) 1961-1990 3,1-5,0 2,1-3,0 14,1-16,0 3,1-6,0-8 - -4,1 2010 2039 1-3 0-4 0-3 0-3 1-4 2040 2069 1-4 1-5 1-4 1-4 1-6 2070 2099 2-6 2-7 2-6 2-6 3-8 sade (mm) 1961-1990 501-600 81-120 181-220 161-200 81-120 sademäärän muutos (%) Mitä tuleman pitää? 2010 2039-10 20 <-10 30-20 30-10 20-10 30 2040 2069-10 20-10 30 <-10 40 0 30 0 50 2070 2099 0 30-10 30 <-10 30 0 40 0 50 FINSKEN-hankkeen vertailujakson 1961-1990 25 aineistoa ja ennusteet v. 2100 saakka
Kasvukausi pv Talvi pv Kasvukausi pv Talvi pv Kasvukauden pituus B1-skenaario, päästöjä hillitään A2-skenaario, päästöt kasvavat Rauma-Pori (mereinen alue) Eura-Kauttua (mantereinen alue) 250 200 150 100 50 0 1986 2025_B1 2025_A2 2055_B1 2055_A2 2085_B1 2085_A2 250 200 150 100 50 0 26
Lämpösumma kylvö-15.9 Kasvukauden lämpösumma 2000 1800 1600 1400 1200 Tehoisan lämpösumman muutos (mereinen alue) 1986 2025_B1 2025_A2 2055_B1 2055_A2 1000 2085_B1 2085_A2 27
sade kesä sade kevät sade talvi Sade syksy Sademäärän muutos (mereinen alue) 250 200 150 100 50 0 1986 2025_B1 2025_A2 2055_B1 2055_A2 2085_B1 2085_A2 28
Virtaamaennusteet Ilmatieteen laitoksen laskema 19 globaalin mallin keskiarvo Vuosijaksot 2010-39, 2040-69 ja 2070-99 Vertailujakso 1971-2000 Kaudet tammi-maalis, huhti, toukosyys, loka-joulu Esimerkkeinä Kokemäenjoki ja Eurajoki 29
m3/s m3/s Kokemäenjoki 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 I-III IV V-IX X-XII Koko vuosi 1971-2000 2010-2039 2040-2069 2070-2099 Eurajoki 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 1971-2000 2010-2039 2040-2069 2070-2099 0,0 I-III IV V-IX X-XII Koko vuosi 30
Peltoviljely ja ilmastonmuutos Kasvukausi pitenee uusia viljelykasvilajikkeita, jotka tuleentuvat myöhemmin ja tuottavat suuremman sadon. Satotasojen nousu edellyttää kuitenkin suurempia panoksia lannoituksessa, kasvinsuojelussa ja peltojen vesitalouden hallinnassa. Saatava uusia lajikkeita nykyisin viljeltävistä kasveista, jotta parantuneet olot tulisi hyödynnettyä parhaalla mahdollisella tavalla 31
Syysmuodot yleistyvät. Uusia viljelykasveja Rehumaissia vasta vuosisadan lopussa yleisesti Härkäpapu, öljyhamppu, rapsi, hyvät odotukset jo 2040 mennessä Viljelykierrot voivat monipuolistua. Rikkakasvit, taudit ja tuholaiset lisääntyvät myös 32
Vesistökuormitus Virtaamien äärevöityminen ja siitä seuraavat tulva- ja kuivuuskaudet ovat merkittävin tekijä Tulvat ja nykyistä runsaammat sateet lisäävät veden valumista maalta vesistöihin ja pohjaveteen. Ravinteiden ja haitallisten aineiden kuormitus vesistöihin ja pohjaveteen lisääntyy. Kevätvalunnan osuus vähenee ja korvautuu talven aikaisella valunnalla Talven ja kevään lisääntyvät kuormitukset ovat monikertaisia kesäajan kuormitukseen verrattuna Kasvillisuus puuttuu pelloilta Sula maa Pintavalunnan suhteellinen osuus suuri 33
34
Lämpötila nostaa orgaanisen aineksen hajoamisnopeutta Kevätvalunnan osuus vähenee ja korvautuu talven aikaisella valunnalla Pelloilla salaojavalunnan osuus pintavaluntaan nähden kasvaa Eroosiofosforin huuhtoutumisriski vähenee Typen huuhtoutumisriski lisääntyy Vaikutukset jätevesikuormitukseen Puhdistamoiden ohijuoksutukset ääritilanteissa Hulevedet Metsätalous 35
Kiitos mielenkiinnosta! 36