Miten ilmasto muuttuu - tuoreimmat skenaariot

LÄHES NOLLAENERGIARAKENNUKSEN ARKKITEHTUURI JA RAKENNUSTEKNIIKKA Miten ilmasto muuttuu - tuoreimmat skenaariot Kirsti Jylhä Ilmatieteen laitos 18.9.2014 FInZEB-hankkeen työpaja Katajanokan kasino, Kenraalisali, Laivastokatu 1, Helsinki

Runko Ilmasto on sään pitkäaikainen (~ 30 v) tilasto Tunnittaisia sääaineistoja on kehitetty eri tarkoituksiin Sääaineistot nykyiselle ilmastolle perustuvat säähavaintoihin Sääaineistot tulevalle ilmastolle perustuvat ilmastomallitulosten avulla muokattuihin säähavaintoihin Tuoreimmat ilmastoskenaariot Perustuvat uusimpaan ilmastomallisukupolveen ja uusiin kasvihuonekaasuskenaarioihin Esimerkkejä ja vertailua aiempiin ilmastoskenaarioihin Yhteenveto odotettavista ilmastonmuutoksista Suomessa Mistä lisätietoa? 2

Ilmasto on sään pitkäaikainen (~ 30 v) tilasto Auringonsäteily (W/m 2 ) Päivän säteilysumma (kwh/m 2 ) Östersundom 4.7.2013 Globaali Haja Östersundom 1.7.2013-30.6.2014 Haja Globaali Lähde: Lindfors ym. (2014) keskimääräiset arvot, tyypilliset olosuhteet vaihtelu ja ääri-ilmiöt Kuukauden säteilysumma (W) Auringonsäteily Helsingissä Satelliittiaineisto: v. 1982 2009 Helsingin Kaisaniemi v. 1981 2006 mediaanit sekä 20/80-persentiilit * Östersundom 7/2013-6/2014

* Tunnittaisia sääaineistoja eri tarkoituksiin Rakennusten energialaskennan testivuodet (TRY): sääaineistot kuvaavat tyypillisiä olosuhteita* Rakennusfysikaaliset testivuodet: sääaineistot kuvaavat kosteusvaurioiden synnyn kannalta hankalia olosuhteita** Taustalla olevat 30-vuotiset sääaineistot kuvaavat sekä tyypillisiä oloja että vaihteluita ja harvinaisia (muttei välttämättä poikkeuksellisia) säätilanteita http://www.ym.fi/fi-fi/maankaytto_ja_rakentaminen/lainsaadanto_ja_ohjeet/rakentamismaarayskokoelma => D3 (2012) Rakennusten energiatehokkuus, määräykset ja ohjeet Testivuosien kuvaus (2012) (pdf) Säätiedot Jyväskylä (2012) (xls) Säätiedot Sodankylä (2012) (xls) ** FRAME - Future Envelope Assemblies and HVAC Solutions Säätiedot Vantaa (2012) (xls) http://www.tut.fi/fi/tietoa-yliopistosta/laitokset/rakennustekniikka/tutkimus/rakennetekniikka/rakennusfysiikka/frame

Sääaineistot nykyiselle ilmastolle perustuvat säähavaintoihin Ajanjakso* 1980 2009 Aikaresoluutio 3 tuntia (8 havaintoa päivässä) Havaintoasemat** Vantaa, Jokioinen, Jyväskylä, Sodankylä Suureet yksikköineen: * uusin vertailukausi 1981-2010 lämpötila ( C) ** koko sääasemaverkosto: noin 210 suhteellinen kosteus (%) (yhteensä noin 400 IL:n havaintoasemaa) tuulen nopeus (m/s) tuulen suunta (1 360 astetta) auringon kokonaissäteily (W/m 2 ) auringon hajasäteily vaakapinnalle (W/m 2 ) suora säteily sädettä vastaan kohtisuoralle pinnalle (W/m 2 ) sademäärä (mm) (<= havainnot 12 tunnin välein )

Sääaineistot tulevalle ilmastolle perustuvat ilmastomallitulosten avulla muokattuihin säähavaintoihin Aineistot vuosien 2030, 2050 ja 2100 arvioidussa ilmastossa o Rakennusten energiantarpeen ja kulutuksen laskentaan o Vaipparakenteiden kosteusteknisiin tarkasteluihin o 30-vuotiset sääaineistot myös muihin tarkoituksiin TAVOITTEET: Säilyttää realistinen sään ajallinen vaihtelu päivästä ja vuorokauden ajasta toiseen Saatu tuleva ilmasto on tilastollisilta ominaisuuksiltaan sopusoinnussa ilmastomallien ennustamien muutosten kanssa MENETELMÄ: Muokataan havaittuja hetkellisiä sääsuureiden arvoja mallien ennustamaa muutosta vastaaviksi => arvioitua uutta ilmastoa kuvaavat säähavainnot

Energy demand for the heating and cooling of residential houses in Finland in a changing climate K. Jylhä 1, J. Jokisalo 2, K. Ruosteenoja 1, K. Pilli-Sihvola 1, T. Kalamees 3, T. Seitola 1, H. Mäkelä 1, R. Hyvönen 1, M. Laapas 1 & A. Drebs 1 Highlights Hourly meteorological test reference data were developed for the future. Solar radiation and temperature both affect the cooling energy demand. High percentage decreases (increases) in heating (cooling) energy demand are expected. Decreases in heating dominate changes in annual delivered energy use and costs. A degree-day sum method was unable to reproduce the dynamically-simulated trends of the cooling energy demand. Economic effects depend on the heating and cooling systems employed. (1) Finnish Meteorological Institute (2) Aalto University School of Engineering (3) Tallinn University of Technology Lähetetty arvioitavaksi vertaisarviointia käyttävään lehteen

Tuoreimmat ilmastoskenaariot perustuvat uusimpaan ilmastomallisukupolveen ja uusiin kasvihuonekaasuskenaarioihin (A2) (A1B) CMIP3-ilmastomallit CMIP5-ilmastomallit (B1) Yhtenäiset viivat: uudet päästöskenaariot (RCP) (Katkoviivat: aiemmat päästöskenaariot A2, A1B, B1)

Tavoite lämpötilan nousun rajoittamisesta kahteen asteeseen* edellyttäisi kasvihuonekaasupäästöjen rajua vähentämistä Hiilidioksidin päästöt (PgC/vuosi) Maapallon keskilämpötilan muutos ( C) vrt. 1971-2000 Ref: Kimmo Ruosteenoja *vrt. esiteollinen aika

Suomen keskilämpötilan muutos ( C) Suomen keskilämpötila kohoaa vielä enemmän kuin maapallon Maapallon keskilämpötilan muutos ( C) vrt. 1971-2000 Ref: Kimmo Ruosteenoja

Etenkin talvilämpötilat ja sademäärät tulevat kasvamaan Vertailu: uudet edelliset skenaariot Vertailu: uudet edelliset skenaariot Lämpötilan muutos ( C) Muutos 2070-2099 vrt. 1971-2000 CO 2 -pitoisuus Sademäärän muutos (%) Muutos 2071-2100 vrt. 1971-2000 Lämpötila: kesällä uudet ilmastoskenaariot lämpimämpiä kuin edelliset Sademäärä: erot pieniä uusien ja edellisten ilmastoskenaarioiden välillä

Vuoden aikana maanpinnalle tulevan auringonsäteilyn määrä ennallaan tai hieman nousussa epävarmuudet isoja Vuosikeskiarvon muutos (%) 1971 2000 => 2070 2099 0 % CO 2 -pitoisuus Suomessa auringonpaistetta saadaan tulevaisuudessa marrasmaaliskuun aikana todennäköisesti entistä vähemmän. Kesän ja alkusyksyn aikana muutos on pieni; aurinkoa ehkä nähdään hiukan nykyistä useammin. Ref: Kimmo Ruosteenoja (IL)

Ilmaston maailmanlaajuisen lämpenemisen myötä myös Suomen ilmasto muuttuu Ilmastonmuutos alkaa vähitellen erottua luonnollisen vaihtelun taustasta Yksittäinen säätilanne ei todista ilmastonmuutosta (eikä myöskään kumoa sitä). Monet viime vuosina koetut äärevät tilanteet sopivat arvioihin jatkossa yleistyvistä sääilmiöistä. Ilmastonmuutoksen vaikutusta yksittäiseen säätilanteeseen on vaikea arvioida kvantitatiivisesti. Ilmastonmuutoksen vaikutusta sääilmiöiden esiintymisen todennäköisyyteen (toistuvuusaikoihin) voidaan arvioida, vaikkakin haastavaa. A. Jokela K. Jylhä Varautuminen nykyisen ilmaston vaihtelevuuteen ja ääritilanteisiin auttaa sopeutumaan tuleviin muutoksiin ilmastossamme.

Yhteenveto odotettavista ilmastonmuutoksista Suomessa (1/2) Talvella enemmän ja suurempia muutoksia kuin kesällä lämpötila kohoaa sademäärä kasvaa selvästi, vesisateiden osuus suurenee poutapäivät harvenevat lumipeite hupenee routakerros ohenee ilman suhteellinen kosteus lisääntyy hieman pilvisyys lisääntyy ja auringonsäteily vähenee Lisätietoa:

Yhteenveto odotettavista ilmastonmuutoksista Suomessa (2/2) Kesäpuolella vähemmän muutoksia kuin talvella lämpötila kohoaa, mutta vähemmän kuin talvella helteet lisääntyvät rankkasateet voimistuvat sadepäivien määrä ja poutajaksojen pituus eivät keskimäärin juurikaan muutu, mutta - vaihtelevuus vuodesta toiseen voi lisääntyä - lämpimämmässä ilmastossa haihtuminen lisääntyy (sataako riittävästi?) Lisätietoa:

Helsingin rakennuskantatieto ja lämmitystarveluku Rakennusten lämmitystapa Lämmitystarveluku 1.7.2009-30.6.2010 Lähde: Pirinen ym. (2014)

Lisätietoa: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/34

Lisätietoa: http://ilmatieteenlaitos.fi/rakennusten-energialaskennan-testivuosi http://ilmatieteenlaitos.fi/rakennusfysiikan-ilmastolliset-testivuodet Ilmatieteen laitoksen avoin data: https://ilmatieteenlaitos.fi/avoin-data Operatiivinen ilmastokeskus: 0600 10601 (4,01 /min+pvm) Rakentamisen ja kiinteistönhuollon sääpalvelut Elina Poijärvi, etunimi.sukunimi@fmi.fi Tuulikuorma, Jenni Latikka, 050 4532 163, etunimi.sukunimi@fmi.fi Auringonsäteily ja aurinkoenergia, Anders Lindfors, 050 433 1055, etunimi.sukunimi@fmi.fi Ilmanet (yritysasiakkaille räätälöity palvelukanava), http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmanet

Kiitos! Yhteystiedot: Kirsti Jylhä Erikoistutkija, FT Ilmastokeskus Ilmatieteen laitos PL 503 00101 Helsinki p. 029 539 4125 etunimi.sukunimi @fmi.fi 19