ILMASTONMUUTOSENNUSTEET Sami Romakkaniemi Sami.Romakkaniemi@fmi.fi Itä-Suomen Ilmatieteellinen Tutkimuskeskus
Kasvihuoneilmiö Osa ilmakehän kaasuista absorboi lämpösäteilyä Merkittävimmät kaasut (osuus luonnollisesta kasvihuoneilmiöstä): Vesihöyry (~60%) Hiilidioksidi (~26%) Otsoni (~8%) Metaani ja ilokaasu (yht.~6%) Luonnollinen kasvihuoneilmiö nostaa maapallon pintalämpötilaa keskimäärin 30 asteella. 340 W/m 2 340 W/m 2 https://ilmasto-opas.fi/ 4.12.2014 Finnish Meteorological Institute 2
Energiatasapaino Arvot globaaleja, ja alueelliset erot suuria johtuen ilmakehän ominaisuuksista ja lämmönsiirrosta ilma- ja merivirtojen mukana 4.12.2014 3
Ilmasto on lämmennyt Merenpinnan muutos 4.12.2014 4
Syy lämpenemiselle Lämpeneminen johtuu kasvihuonekaasujen pitoisuuksien noususta. Pallastunturi 4.12.2014 5
Säteilypakote Kuvaa ilmastojärjestelmän epätasapainoa (verrattuna esiteolliseen aikaan). Ajan myötä systeemi hakeutuu uuteen tasapainoon. Ilmastojärjestelmän lämpökapasiteetista johtuen tasapainon löytäminen kestää kymmeniä, jopa satoja vuosia. IPCC (2007) Palauteilmiöt Miten säteilypakote muuttuu jatkossa? 4.12.2014 6
Skenaariot Miten kasvihuonekaasujen pitoisuudet muuttuvat tulevaisuudessa? Todennäköisesti kasvavat lyhyellä tähtäimellä Täytyy tehdä arvioita Esimerkiksi hiilidioksidin päästöille voidaan laskea: Päästöt = väestömäärä x (energiankulutus/hlö) x (päästöt/energiantuotanto) Tehdään erilaisia oletuksia yhteiskunnan kehityksestä, ja lasketaan niiden perusteella sisäisesti johdonmukaiset arviot päästöjen kehitykselle Skenaarioita päivitetään ajoittain tiedon lisääntyessä 4.12.2014 The Finnish Meteorological Institute 7
Skenaariot Aikaisemmin käytössä ns. SRES-skenaariot SRES viittaa IPCC:n (2000) päästöskenaarioraporttiin 'Special Report on Emission Scenarios Eri oletuksia kehittymisestä kulutusyhteiskunnan kestävän kehityksen, sekä globalisaation suhteen. Kymmeniä eri skenaarioita, yleisimmin käytettyjä: A2, A1B, B1 Nykyisin käytetään RCP-skenaarioita RCP: Representative concentration pathways Oletetaan eri kokonaispäästöjen kehityskulkuja, joiden perusteella lasketaan kasvihuonekaasujen pitoisuudet Eri skenaariot nimetty sen mukaan, mikä on kokonaispakote: RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5 4.12.2014 8
Skenaariot 4.12.2014 9 www.ilmasto-opas.fi
Skenaariot CO 2 päästöskenaariot Vastaavankaltaiset skenaariot muille kaasuille sekä aerosolihiukkasille. 4.12.2014 10
Ilmastomalli Ilmastom malli Päästöskenaario Kaasujen, hiukkasten ja hiilenkiertomalli Kaasujen ja hiukkasten pitoisuudet Ilmastomalli Ilmastomallissa fysiikan lait esitetty matemaattisina yhtälöinä, jotka ratkaistaan (super)tietokoneilla. Mallin tulee tuottaa nykyinen ilmasto ennen kuin sitä voidaan käyttää muutoksen ennustamiseen. Tuleva ilmasto Kuva: http://celebrating200years. noaa.gov/breakthroughs/cli mate_model/ 4.12.2014 11
Ilmastomalli Ilmastomallissa fysiikan lait esitetty matemaattisina yhtälöinä, jotka ratkaistaan (super)tietokoneilla Mallin tulee tuottaa nykyinen ilmasto ennen kuin sitä voidaan käyttää muutoksen ennustamiseen. Esimerkki yhden hilapisteen lämpötilasta kesäaikaan. Kuva: http://celebrating200years. noaa.gov/breakthroughs/cli mate_model/ 4.12.2014 12
Ilmastoennusteet Kansainvälinen hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli (IPCC) kokoaa noin kuuden vuoden välein uuden arviointiraportin. Raportteja varten tehdään malliajoja. Esimerkiksi vuoden 2014 raporttia varten simulaatiota tehtiin noin 30-40 mallilla. Climate model intercomparison project (CMIP) 4.12.2014 13
Joukko ilmastoennusteita Eri ilmastomalleilla tehdään samanlaiset kokeet. Mallien keskiarvo ennustaa ilmastoa paremmin kuin yksittäinen malli. Muutos globaalissa keskilämpötilassa verrattuna 1986-2005 4.12.2014 14
Maailmanlaajuiset muutokset Alueelliset muutokset poikkeavat huomattavasti globaaleista keskiarvoista Esimerkkinä lämpötila 4.12.2014 The Finnish Meteorological Institute 15
Muutoksia sademäärissä Sateisuuden ennustaminen vaikeampaa kuin lämpötilan Alueellisten muutosten ennustaminen miltei mahdotonta 4.12.2014 16
Ennusteet Euroopassa 4.12.2014 17
Muutoksia Suomessa kuukausikeskiarvoissa Keskimääräinen lämpötila nousee läpi vuoden, mutta voimakkaammin talvella. Keskimääräinen sademäärä kasvaa etenkin talvella 4.12.2014 18
Muutoksia Suomessa kuukausikeskiarvoissa Pilvisyys kasvaa talvella, joten auringon säteilyn määrä laskee Muutokset suhteellisessa kosteudessa epävarmoja 4.12.2014 19
Muutoksia kuukausikeskiarvoissa Keskimääräiset tuulennopeudet ennallaan. Tosin voimakkaiden tuulien odotetaan hieman lisääntyvän Talvella yöt lämpenevät, joten vuorokauden sisäiset lämpötilaerot pienenevät 4.12.2014 20
Muutokset kasvukauden lämpötilasummassa Luvuissa otettu huomioon yli 5 o C ylittävät ajanhetket. 4.12.2014 21
Sadetta vai poutaa? SRES A1B skenaarion mukaiset sademäärän muutokset vuosisadan lopulla 4.12.2014 22
Sadetta vai poutaa? SRES A1B skenaarion mukaiset muutokset sadepäivien lukumäärässä vuosisadan lopulla 4.12.2014 23
Sadetta vai poutaa? Pisimmän poutajakson keston muutos 4.12.2014 24
Sadetta vai poutaa? Taulukossa suhteelliset muutokset SRES A1B skenaarion mukaisista malliajoista. Ilari Lehtonen: Äärisademäärien muutokset Euroopassa maailmanlaajuisten ilmastomallien perusteella. 4.12.2014 25
Yhteenveto Maapallon keskilämpötila on noussut noin 0.85 astetta ja Suomessa hieman enemmän vuodesta 1880. Lämpeneminen tulee jatkumaan. Pohjoiset alueet lämpenevät keskimäärin enemmän. Suomessa lämpeneminen voimakkainta talvella. Suomessa keskimääräinen sademäärä nousee etenkin talvella. Sään ääri-ilmiöt joiltain osin voimistuvat. Esimerkiksi rankkasateet ja helteet. 4.12.2014 The Finnish Meteorological Institute 26
Yhteenveto Ilmastoennusteet ovat ennusteita, ja etenkin alueellisten muutosten arvioiminen hankalaa. Esimerkiksi Golf-virta voi aiheuttaa yllätyksiä. Ennusteet eivät ota huomioon mitään yllättäviä tapahtumia (odottamattomat muutokset ihmispopulaatiossa, merkittävät teknologiset läpimurrot, metaanin vapautuminen luonnosta, voimakkaat tulivuorenpurkaukst) Vuosien välinen vaihtelu suurta. Ilmastomalleilla ei ennusteta säätä. 4.12.2014 The Finnish Meteorological Institute 27
Lähteet Kuvamateriaali on pääosin Kimmo Ruosteenojalta sekä Ilari Lehtoselta. www.ilmasto-opas.fi www.ilmatieteenlaitos.fi www.ipcc.ch 4.12.2014 28
Keskilämpötilan ja CO2 päästöjen riippuvuus Lämpötilan muutos verrattuna vuosiin 1861-1880) ( o C) 4.12.2014 29
Köppenin luokitusjärjestelmän mukaiset ilmastovyöhykkeet 4.12.2014 30