Metsien tuuli- ja lumituhoriskit nyt ja tulevaisuudessa Heli Peltola 1), Veli-Pekka Ikonen 1), Hannu Väisänen 1), Seppo Kellomäki 1), Hilppa Gregow 2), Ari Venäläinen 2) 1) Joensuun yliopisto, Metsätieteellinen tiedekunta; 2) Ilmatieteen laitos
Myrsky-ja tuulituhot Euroopassa viime vuosikymmeninä Date Region Timber lost, million m 3 January 1953 November 1966 January-February 1967 October 1967 January 1968 1969 November 1972 January 1976 December 1976 November 1981 November 1982 July 1984 November 1984 October 1987 January-March 199 December 1999 North-eastern Scotland Austria, Northern Italy Central Europe Denmark Central Scotland Sweden Northern France, Northern Germany Wales, Central England France Denmark Central France North-eastern France Central Germany, southern Belgium Southern England, Central Europe Northern England, Central Europe Central Europe, Sweden and Danmark 1.8 2.3 23.4 2.4 1.6 4.2 25.9 1. 2. 3. 12. 1.8 11. 11.5 > 175 25 January Sweden 7 27 January Middle of Europe 29 January Southern France 5
Aiemmat merkittävät tuulituhot Suomessa Storm Damage, Mean /gust wind, m s -1 Main region milj. m 3 Aarno (1978) Mauri (1982) 2,5 12 24 and 18 36 3 12 23 1) and 18 33 Southern Finland Northern Finland Manta (1985) Pyry*) and Janika (21) 4 12 2 and 18 3 7,3 14 17 1) and 2 4 (Pyry) 14 27 1) and 2 4 (Janika) Unto (22) 1 8 14 and 3 5 Whole Finland Central and southern Finland Central and southern Finland 1) Max mean windspeed of 2 min instead of min. *) Additional snow loading was significant.
Metsävakuutusten perusteella maksetut metsätuhokorvaukset ( ) (Metsätilastollinen vuosikirja 28)
Tuuli- ja lumituhon syntyyn vaikuttavat tekijät? HWIND: Peltola ym. (1999) (Ancelin ym. 24; Peltola 26)
Puustotunnusten vaikutus metsien tuuli- ja lumituhoriskeihin? Mäntyjen kaatumiseen tarvittava tuulennopeus avohakkuualan reunalla erilaisilla latvuksen lumikuormilla. h h:dbh
Avohakkuualan koko ja puuston etäisyys metsänreunasta: vaikutus puuston tuulituhoriskiin Esimerkiksi yhdellä 4 hehtaarin suorakaiteen muotoisella aukolla on 5% vähemmän riskialtista reunaa kuin neljällä erillisellä yhden hehtaarin aukolla, toisaalta tuulituhoon tarvittava tuulennopeus on sillä noin 2% alhaisempi. Puuston tuhoriski vähenee nopeasti aukon reunalta siirryttäessä metsikön sisälle, varsinkin tiheämmissä puustoissa (jo yhden kahden puuston pituuden etäisyydellä). C ritical w in d sp eed, m /s 2 15 5 Height 12 m Height 16 m Height 2 m Height/DBH ratio 1: Scots pine Norway spruce Birch
Esimerkki tuulenpuoleisen metsikön suojavaikutuksesta männyllä ja kuusella (tuulituhoon tarvittava tuulennopeus) Scots pine Norway spruce Critical wind speed at m height (m s-1) 4 3 2 25 5 75 Critical wind speed at m height (m s-1) 4 3 2 25 5 75 Relative height of upwind stand (%) Relative height of upwind stand (%) Height 16 m, Dbh / Height 1:75 Height 24 m, Dbh / Height 1:75 Height 16 m, Dbh / Height 1:125 Height 24 m, Dbh / Height 1:125
Ilmastonmuutos ja metsien kehitys (FinAdapt, ns. nykymetsänhoito muttei aktiivista puulajisuhteiden ohjausta, SIMA ja HWIND mallilaskelmat)
Esimerkkilaskelma ilmastonmuutos, metsien kehitys ja tuulituhoriskit ns. nykymetsänhoito, muttei aktiivista puulajisuhteiden ohjausta (FinAdapt) 21 22 21 22 Proportion of area at risk (%) Proportion of area at risk (%) 8 7 6 5 4 3 2 8 7 6 5 4 3 2 2 4 6 8 Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 ) 221 25 2 4 6 8 Proportion of area at risk (%) Proportion of area at risk (%) 8 7 6 5 4 3 2 8 7 6 5 4 3 2 2 4 6 8 Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 ) 221 25 2 4 6 8 % 8 % 6 % 4 % 2 % % 21 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 111213 Forest Center Tuulituho, tuuli < 17 m/s uuden avohakkuualan laidalla: Tapaus 1 vasemmalla: kesäaika, koivu lehdessä. No risk >=2 >=17 <2 >=14 <17 <14 Proportion of area at risk (%) 8 7 6 5 4 3 2 27 299 Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 ) 2 4 6 8 Proportion of area at risk (%) 8 7 6 5 4 3 2 27 299 Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 ) 2 4 6 8 Tapaus 2 oikealla: syksy, koivu lehdetön (myös yläkuva). Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 ) Cutting drain (m 3 ha 1 a 1 )
Esimerkkilaskelma: Tuulituhoon tarvittavat keskimääräiset tuulennopeudet (koivu lehdetön) ja niiden todennäköisyydet Helsinki Jyväskylä Rovaniemi Joensuu Toistuvuus m/s vuus m/s -vuus m/s vuus m/s Tuuli Toistu- Tuuli Toistu Tuuli Toistu- Tuuli y 18,4 y 15,9 y 17,4 y 13,8 5 y 2,2 5 y 17,9 5 y 19,5 5 y 15,6 y 21, y 18,8 y 2,2 y 16,4 Tuulisuuden ei oleteta muuttuvan merkittävästi Suomessa (ilmastomallitarkasteluihin perustuen).
Routa ja tuuli yhdistelmänä (1971-2) Tuuli > m/s ja routa cm tapauksia % % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % 3 % 2 % % % Helsinki (N 292) VAARA Joensuu (N 46) Jyväskylä (N 99) Kajaani (N 117) EI VAARAA Kauhava (N 173) Rovaniemi (N 237) Sodankylä (N 39) Weather station frost depth < 1 cm frost depth 1-2 cm frost depth 21-4 cm frost depth 41-6 cm frost depth > 61 cm
Lumikuormien toistuvuuksia 1971-2 uskottavia uskottavia Joensuu Return period Probability mean min max 2,5 21,7 19,5 24,1 5,2 27,4 24,6 31,2,1 31, 27,7 36,9 5,2 38,4 33,4 49,2,1 41,3 35,5 55, 5,2 47,7 39,5 69,7,1 5,2 4,9 76,4 Helsinki Return period Probability mean min max 2,5 15,8 14, 17,7 5,2 2,1 17,9 23,1,1 22,7 2,2 27,3 5,2 27,9 24,1 37,6,1 29,9 25,3 42,6 5,2 34, 27,1 55,4,1 35,5, 35,5
Ilmastonmuutos (FinAdapt skenaario, puiden lumikuormat > 2 kg m 2 Lumituhot voivat pitkällä tähtäimellä vähentyä (25-) eritoten Pohjois-Suomessa, jossa riski on nykyisin suurin (lumikuorma >2kg/m2 latvusala). Toisaalta lisääntyvä puuston määrä metsissä ja viivästynyt taimikonhoito ja harventaminen altistavat puuston tuhoille (eritoten mänty ja koivu alttiita). Lumenmurtojen lisäksi puiden kaatuminen voi yleistyä lisääntyvän lumikuorman seurauksena roudattoman maan aikana.
Johtopäätöksiä? Muuttuvassa ilmastossa maan routaisuus vähenee, mikä heikentää puiden ankkuroitumista maahan myöhäissyksystä varhaiskevääseen (kovatuulisin vuodenaika Suomessa). Puiden ankkuroitumisen heikentyminen lisää metsien tuuli- ja lumituhojen riskiä, riippumatta siitä lisääntyykö kovien tuulten ja/tai suurten puiden lumikuormien toistuvuus. Muuttuva ilmasto vaikuttaa merkittävästi metsien kasvuun ja kehitykseen sekä puulajisuhteisiin, mikä vaikuttaa osaltaan tuhoriskeihin. Metsien hoitoa sopeuttamalla voidaan vaikuttaa metsien tuuli- ja lumituhoriskeihin (uudistaminen, taimikonhoito, kasvatushakkuut ja kiertoaika). Toisaalta ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi esitetty tarve lisätä metsäenergian hyödyntämistä voi lisätä em. tuhoriskejä (kombinaatio: viivästynyt taimikonhoito ja energiapuuharvennus).
Conclusions Kysymyksiä?