Lämpötilan kohoaminen on nyt nopeampaa kuin koskaan. Ilmastomallien perusteella lämpötilan arvioidaan nousevan vuosisadan loppuun mennessä kolmesta kuuteen astetta. Pohjoisilla alueilla lämpenee puolitoista kertaa voimakkaammin kuin maapallolla keskimäärin.

”Maapallon keskilämpötila on noussut noin 0,7 astetta sadassa vuodessa, kun Suomessa vastaava luku on reilun asteen”, kertoo professori Ari Laaksonen Ilmatieteen laitokselta.

Laaksosen mukaan noin vuoteen 2040 asti ei ole ennusteiden kannalta juuri merkitystä, miten päästöt kehittyvät. Eri skenaariot antavat silti maapallon keskilämpötilan noususta suhteellisen samanlaisia tuloksia. Nousun on arvioitu olevan keskimäärin noin asteen verran.

”Tämä johtuu pitkälti valtamerten suuresta lämpökapasiteetista. Meret toimivat hidastavana puskurina molempiin suuntiin”, Laaksonen toteaa.

Vuoden 2040 jälkeiset ennusteet riippuvat siitä, kuinka hyvin onnistumme rajoittamaan kasvihuonekaasupäästöjä. Optimistisimmassa arviossa maapallon lämpeneminen jää vuosisadan loppuun
mennessä kolmeen asteeseen, pessimistisimmässä nousua on lähes kuusi astetta.

Optimistinen vaihtoehto edellyttää, että kasvihuonekaasupäästöjä ryhdytään vähentämään nopeasti ja pessimistinen arvio edustaa emme tee mitään -skenaariota, jossa päästöt jatkavat nousuaan nykyiseen malliin.

Kun suunnitelmat muuttuvat – tervetuloa Keski-Eurooppaan

Jos jälkimmäinen vaihtoehto toteutuu, Suomen ilmasto muistuttaa vuosisadan lopulla nykyistä Keski-Eurooppaa. Lämpötilan kohotessa sademäärät lisääntyvät keskimäärin yli 20 prosentilla. Koska sekä lämpötilojen että sademäärien arvioidaan kasvavan rajuimmin talvisin, Suomen lämpötila voisi talvella nousta 7–8 astetta ja sademäärä lisääntyä jopa 30 prosenttia.

Näin nopeisiin muutoksiin on luonnollakin sopeutumista. Laaksonen muistuttaa myös, että vaikka Suomi lämpötilansa puolesta olisi lähellä Keski-Eurooppaa, valon kannalta tilanne pysyy nykyisenlaisena.

Lämpötilojen kohotessa ja sateiden lisääntyessä metsäluonto muuttuisi radikaalisti koko Suomessa. Pohjoinen havumetsävyöhyke siirtyisi satoja kilometrejä pohjoiseen ja esimerkiksi kuusen kasvu taantuisi eteläisimmässä Suomessa jopa alle viidennekseen nykyisestä. Lehtipuut sen sijaan yleistyisivät koko maassa. Kuivien jaksojen lisääntyessä metsäpalojen riski kasvaa ja roudattoman kauden pidentyessä myös myrskytuhot saattavat olla aikaisempaa suurempia.

Talvilämpötilojen noustessa taudinaiheuttajista ja tuholaisista voi syntyä Suomessa vakavia ongelmia. Useimmat kasvien taudinaiheuttajat ja virukset leviävät hyönteisten välityksellä ja lämpeneminen parantaa monien hyönteisten talvehtimiskykyä. Myös eläimistä ihmisiin siirtyvät taudinaiheuttajat saattavat yleistyä.

Uusimpien tutkimusten mukaan merenpinta voi nousta vuosisadan loppuun mennessä jopa metrillä. Jos skenaario toteutuu, vastaavaan nousuun saadaan varautua Itämerelläkin. Tämä vaikuttaisi etenkin Suomenlahden rannikolla pahentaen rannikkotulvia.

Suomi kuitenkin selvinnee muutoksista paremmin kuin moni muu alue, ja vaikutukset voivat olla paikallisesti jopa positiivisia. Globaaliin mittakaavaan asetettuna haitat ovat hyötyjä huomattavasti suuremmat. Esimerkiksi kehitysmaissa elinolot saattavat heikentyä niin, että laajat alueet jäävät täysin asuinkelvottomiksi. Tämä vaikuttaa väistämättä myös naapurialueisiin. Miten? Tähän ilmastomallit eivät anna vastausta.

Historia luo perspektiivin

Kaiken ilmastotutkimuksen pohjana on luonnonlakien ymmärtäminen. Ymmärrystä voidaan testata jo tapahtuneiden ilmaston vaihteluiden ja muutosten avulla. Lämpötiloja on mitattu kattavasti vasta 1850-luvun jälkeen, joten sitä aikaisempi tieto perustuu epäsuoriin havaintoihin. Niiden perusteella pystytään testaamaan myös nykyisten ilmastomallien toimivuutta.

”Menneisyyden lämpötiloja voidaan päätellä esimerkiksi puiden vuosirenkaista ja järvien sedimenttikerrostumista. Havaintoihin liittyy kuitenkin epävarmuutta, joten on mielenkiintoista tutkia, mitä ilmastomallit kertovat vastaavasta ajasta”, Ari Laaksonen pohtii.

Ilmastomallinnus on edennyt Suomessa vauhdikkaasti, mutta pidempiä simulaatioita on päästy ajamaan vasta viime aikoina. Parhaillaan Ilmatieteen laitos on mukana Max Planck -instituutin vetämässä tuhannen vuoden ilmastosimulaatiossa, jossa tutkitaan ihmistoiminnan vaikutusta menneen ajan ilmastoon. Tuhannen vuoden haarukkaan mahtuu monia tieteellisesti kiinnostavia – ja myös kiistanalaisia – jaksoja, kuten lämmin keskiaika ja pieni jääkausi.

”Vaikka ihminen on ryhtynyt lisäämään kasvihuonekaasupitoisuuksia vasta teollistumisen myötä, ilmastoon on vaikutettu jo aikaisemmin. Esimerkiksi Euroopasta on kaadettu runsaasti metsiä viljelymaan alta. Hakkuiden jälkeen alue on heijastanut voimakkaammin auringon säteilyä, mikä puolestaan on vaikuttanut suoraan ilmastoon”, Laaksonen kertoo.

Tulivuorten kertomaa

Tuhannen vuoden simulaatioissa voidaan selvittää myös, miten luonnolliset ilmastopakotteet, kuten auringon
kirkkauden vaihtelu ja tulivuorenpurkaukset, ovat vaikuttaneet ilmastoon. Viimeisin runsaasti pienhiukkasia
ilmakehään tuottanut tulivuorenpurkaus oli Pinatubon purkaus Filippiineillä vuonna 1991.

Isojen tulivuorenpurkausten tiedetään vaikuttavan ilmastoon viilentävästi, joten simulaatiosta saadut tulokset
vahvistivat mallin luotettavuutta. Laaksosen mukaan Pinatubon purkauksen jälkeen tehdyillä ilmastomalliajoilla saatiin tarkasti kuvattua puolen asteen viilennysvaikutus kahden vuoden aikana.

Kiinnostavia tuloksia saataneen myös tutkittaessa tulivuorenpurkausten ja Tyynenmeren merivirtojen – El Niñon ja La Niñan – synergioita. Jos esimerkiksi ilmasto on La Niñan myötä kylmenemässä ja tähän lisätään iso tulivuorenpurkaus, kuinka suuren viilennysvaikutuksen se kokonaisuudessaan aiheuttaa?

Edistysaskeleita otetaan ilmastomallinnuksessa jatkuvasti. Tänä vuonna Ilmatieteen laitos on aloittanut CSC:n supertietokoneella tuhannen vuoden mallinnusajon, jossa analysoidaan erityisesti juuri tulivuorivaikutuksia. Tämä on laitoksen ensimmäinen oma tutkimus näin pitkällä aikajänteellä.

”Yksittäisen ilmastomalliajon perusteella ei välttämättä voi tehdä kovin pitkälle johtavia johtopäätöksiä, mutta
useampien rinnakkaisajojen perusteella on mahdollista saada selville tilastollisesti merkittäviä asioita”, valottaa Laaksonen tuhannen vuoden simulaation merkitystä.

Tärkeä kehityshyppäys on ollut myös alueellisen ilmastomallin käyttöönotto, mikä helpottaa tarkempien
alueellisten skenaarioiden tekemistä. Parhaimmillaan alueellisessa mallissa alueita pystytään tarkastelemaan
jopa kymmenen kilometrin hilaruudussa, kun globaalissa mallissa puhutaan aina vähintään sadoista kilometreistä.

Laaksonen kertoo, että yksi lähiajan tavoitteista on tutkia alueellisella mallilla, minkä verran viimeisen sadan vuoden aikana tapahtunut metsäojitus eli soiden kuivatus ja metsitys on vaikuttanut Suomen ilmastoon. Supertietokoneet ovat tässäkin tärkeänä apuna.

”Tällä hetkellä ainoastaan CSC:llä on tarjota tarpeeksi kapasiteettia kaikkiin Ilmatieteen laitoksen ilmastosimulaatiotarpeisiin, sekä alueellisella että globaalilla ilmastomallilla”, Laaksonen toteaa.

Sopeutumista vai hätäapua?

Koko maailmassa ilmastonmuutosennusteiden painoarvo on kasvanut ja ne nähdään entistä tärkeämpänä tapana saada tietoa. Myös ilmastonmuutoksen sopeutumismekanismeja ja torjuntatoimia kehitettäessä tietokone voi olla tärkeä väline.

Laaksonen näkee, että sopeutuminen muutoksiin on ainakin jossain määrin mahdollista. Yksi mahdollisuus ovat niin kutsutut geoengineering-ratkaisut, joista Laaksonen mainitsee esimerkiksi hiilellä toimivat sähkövoimalat, joista hiilidioksidi pystytään varastoimaan takaisin maankuoreen.

”Tulivuoren toimintaa puolestaan voidaan matkia esimerkiksi ampumalla rikkidioksidia stratosfääriin, jossa se muuttuu hiukkasiksi ja viilentää ilmastoa”, hän kertoo.

Ratkaisut vaativat kuitenkin runsaasti voimavaroja. Ihmisen puuttuessa tässä määrin luonnon kiertokulkuun myös riskit kasvavat. Esimerkiksi tulivuorisimulaatiossa rikkidioksidista muodostuvat hiukkaset pahentavat stratosfäärin otsonikatoa.

Uudet keinot nähdään kuitenkin tutkimisen arvoisina, varsinkin, kun mallit antavat mahdollisuuden testata niitä ennen ratkaisevaa askelta.

Katja Liesilinna
(c) Päivi Roström (kuvat: Ilse Holm ja Shutterstock)