Ainakin puolet viime vuonna havaituista sään ääri-ilmiöistä johtui osaksi ilmastonmuutoksesta

Vuoden 2012 kahdestatoista tutkitusta sään ääri-ilmiöstä kuuteen vaikutti ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos. Kuuteen muuhun ilmastonmuutoksen ei tutkimuksissa havaittu selvästi vaikuttaneen, mutta ilmastonmuutoksen osuutta niihin ei kuitenkaan voida täysin sulkea pois, vaan kyse voi olla tutkimusmenetelmiin liittyvistä puutteista. Kaikki viime vuoden ääri-ilmiöt olisivat tapahtuneet ilman ilmastonmuutostakin, mutta ainakin puolta näistä voimisti ilmastonmuutos. Näin kertoo tämän viikon tiistaina julkaistu tutkimuskokoelma, joka perustuu 18 tutkimusryhmän tekemään 19 vertaisarvioituun tutkimukseen sään ääri-ilmiöistä vuonna 2012.

Tutkimuskokoelmassa analysoidut vuoden 2012 sään ääri-ilmiöt olivat vähäinen sademäärä Keski-Yhdysvalloissa, helleaalto USA:n itäosissa keväällä ja kesällä (kolme tutkimusta), Sandy-hurrikaani, syyskuun ennätyspieni arktisen merijään pinta-ala (kaksi tutkimusta), ohut jään paksuus Alankomaissa helmikuun kylmyydestä huolimatta, Euroopan poikkeukselliset sademäärät kesällä (Pohjois- ja Luoteis-Euroopassa sateista, mm. Isossa-Britanniassa tulvia ja sateisin kesä vuoden 1912 jälkeen; Lounais-Euroopassa kuivuus, mm. Espanjassa maastopaloja ja kuivin kesä 60 vuoteen; neljä tutkimusta), Iberian niemimaan talvikuivuus 2011-2012, sateiden puute Itä-Keniassa ja Etelä-Somaliassa, Pohjois-Kiinan tulvat, Lounais-Japanin rankkasateet, Itä- ja Kaakkois-Australian rankkasateet ja kahden päivän äärimmäinen sademäärä Uudessa-Seelannissa (muista analysoiduista ilmiöistä poiketen jo vuoden 2011 joulukuussa).

Ilmastonmuutos vastaa ylinopeuden aiheuttamaa onnettomuusriskiä

Ilmastonmuutosta voi verrata ylinopeuteen. Jos lisäät ajonopeuttasi hieman joka kuukausi, onnettomuuden todennäköisyys kasvaa. Silti varsinainen onnettomuuden aiheuttaja voi olla märkä tienpinta, eteen kurvaava kuorma-auto tai tekstiviestiä lähettävä kuljettaja eikä ylinopeus sinänsä. Ylinopeus vain lisää onnettomuuden todennäköisyyttä ja kasvattaa seurauksien vakavuutta. Onnettomuuteen ei kuitenkaan vaikuta pelkästään nopeus vaan myös olosuhteet.

Samoin sään ääri-ilmiöt johtuvat yleensä luonnollisesta vaihtelusta (vastaa ajo-olosuhteita), mutta ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos (esimerkiksi sademäärien lisääntyminen haihdunnan lisääntymisen myötä, vastaa ylinopeutta) lisää niiden todennäköisyyttä ja voimakkuutta. Lisäksi ihmisen vaikutuksen osuus vaihtelee sen mukaan, arvioidaanko säätapahtuman todennäköisyyden kasvua vai sen voimakkuuden lisääntymistä.

Yhdysvalloissa historian kuumin kuukausi, kevät ja vuosi

Kaikkein selvimmin ilmastonmuutos vaikutti kevään ja kesän helleaaltoon Yhdysvalloissa. Vuosi 2012 oli Yhdysvaltain mantereella koko tilastohistorian (alkaen vuodesta 1895) lämpimin. Yksittäisistä kuukausista maaliskuu oli tilastohistorian lämpimin maaliskuu ja heinäkuu kaikista kuukausista kaikkien aikojen lämpimin. Myös kevät kokonaisuutena oli mittaushistorian lämpimin. Luonnolliset säätapahtumat vaikuttivat helleaallon syntyyn, mutta ilmastonmuutos on voimistanut helleaaltoja ja lisännyt tällaisten helleaaltojen todennäköisyyden nelinkertaiseksi. Itä-USA:n maalis-toukokuun lämpötiloista 35 % oli tutkimuksen mukaan yhteydessä ilmastonmuutokseen.

Sandy-hurrikaanin kaltaiset hasardit yleistyvät

Sandy-hurrikaanin tuhoja Yhdysvalloissa. Kuvan © Leonard Zhukovsky - Fotolia.com.

Yhdysvalloissa huomiota herättivät myös Sandy-hurrikaanin aiheuttamat tulvat. Sandy on kuitenkin erityisen vaikea tutkimuskohde, koska sen syntyyn vaikuttivat useat eri tekijät, esimerkiksi samaan aikaan sattunut voimakas nousuvesi ja erityisen voimakkaat länsisuuntaiset ilmavirtaukset.

Tutkimuksen mukaan Atlantic Cityn eteläpuolisilla alueilla Sandyn kaltaisen myrskytulvan esiintymistodennäköisyys oli 1950-luvulla kerran vuosisadassa, nyt kerran parissa vuosikymmenessä. Vuonna 2050 todennäköisyys tulee olemaan likimain sama tai hieman suurempi kuin vuonna 2012, jos merenpinta nousee vain vähän. Sen sijaan suurimpien merenpinnan nousuennusteiden toteutuessa Sandyn kaltaisia myrskytulvia voi esiintyä vuosittain. Vuonna 2100 niitä olisi vuosittain keskimääräisilläkin merenpinnan nousuennusteilla. Esiintymistodennäköisyyden kasvuun vaikuttaa siis erityisesti merenpinnan kohoaminen.

Pohjoisemmilla alueilla Sandyn kaltaisen hurrikaanin vaikutukset ovat suuremmat, mutta siellä sellaisen esiintymistodennäköisyys ei kasva aivan yhtä paljon. Sandyn kaltaisen myrskytulvan esiintymistodennäköisyys Sandy Hookin alueella olisi ollut vuoden 1950 olosuhteissa kerran 435 vuodessa, nykyisin kerran 295 vuodessa. Ennusteen mukaan vuonna 2100 vastaavia myrskytulvia tulee olemaan kerran 20 vuodessa, jos merenpinta nousee keskimääräisten ennusteiden mukaisesti. Jos sen sijaan merenpinta nousee suurimpien ennusteiden mukaisesti, vastaavia myrskytulvia tulee olemaan useammin kuin kahden vuoden välein.

Todellisuudessa tällaisilla tarkoilla vuosiluvuilla ei kuitenkaan ole merkitystä, sillä ne ovat vain yksittäisen tutkimuksen tuottamia tuloksia. Tärkeämpää on katsoa lähinnä sitä, yleistyvätkö vai harvinaistuvatko tietyt sääilmiöt ilmastonmuutoksen myötä. Sandyn kaltaisten myrskytulvienkin kohdalla pitäisi pikemminkin puhua todennäköisyyden kasvusta kolmanneksella tai kahdella kolmanneksella (verrattuna vuoteen 1950) kuin tarkoista vuosiluvuista.

Arktisen merijään pinta-ala mittaushistorian pienin

Arktisen merijään sulamisen pitkän aikavälin trendi vastaa hyvin ilmastonmuutosta. Pinta-ala oli 18. syyskuuta 2012 koko mittaushistorian pienin, vain 3,41 miljoonaa neliökilometriä. Tämä on vain noin puolet vuosien 1979-2000 syyskuun keskiarvosta ja 2,01 miljoonaa neliökilometriä vähemmän kuin vuosien 2000-2011 keskimääräinen syyskuun minimi sekä selvästi pienempi kuin malliparven (useiden eri mallien) ennusteet luotettavuusrajoilla 5-95 prosenttia. Mallit eivät siis osanneet ennustaa näin nopeaa arktisen merijään sulamista, vaan sulaminen oli voimakkaampaa kuin malliparven ennusteessa luonnollinen vaihtelu ja ihmisen vaikutus yhdistettyinä.

Olisiko mahdollista, että elokuun myrsky 6.-8.8.2012 olisi hajottanut ja kuljettanut jäätä pois (lämpimämmille alueille) niin paljon, että ennätyksellinen arktisen merijään minimi johtuisi tästä? Tutkimuksen mukaan myrskyn vaikutus kuitenkin näyttää vain minimaaliselta. Suurimpina syinä ovat ”merijään muisti” (pitkäaikaisen lämpenemistrendin aiheuttama merijään ohentuminen eli merijään tilavuuden pienentyminen) ja osittain pitkäaikaisesta lämpenemistrendistä johtuneet korkeat pintalämpötilat.

Mallien mukaan arktinen alue voi olla kesällä jäätön muutamassa vuosikymmenessä. Nykyisestä trendistä ekstrapoloiden näyttäisi kuitenkin siltä, että arktiselle alueelle voisi tulla lähes jäätön kesä jo alle vuosikymmenessä.

Alankomaiden luistelumaraton jäi haaveeksi

Alankomaissa perinteinen 11 kaupungin luistelumaraton kanavia pitkin on yli 200 kilometriä pitkä. Siihen osallistuu yli 16 000 luistelijaa ja yli miljoona katsojaa reitin varrella. Luistelumaraton päästiin järjestämään 15 kertaa 1900-luvulla, viimeksi tammikuussa 1997. Jotta luistelun järjestäminen olisi mahdollista, jään paksuuden on oltava vähintään 15 senttimetriä.

Joulukuu 2011 oli tilastohistorian viidenneksi lämpimin, mutta tammikuussa 2012 syntynyt laaja korkeapaine herätti toiveita luistelumaratonin onnistumisesta. Monin paikoin lämpötila pysytteli yli kahden viikon ajan yli kymmenen astetta tavanomaista alemmissa lukemissa.

Luistelumaratonia ei kuitenkaan pystytty järjestämään, koska jääpeite ei paksuuntunut riittävästi. Oliko ilmastonmuutos syynä riittämättömään jään kehittymiseen? Tutkimuksen mukaan ilmastonmuutos ei vaikuttanut asiaan, vaan syynä olivat runsaat lumisateet, jotka eristivät jään siten, ettei jään paksunemista pääsyt tapahtumaan.

Johtopäätökset

Ilmastonmuutosta voi verrata ylinopeuteen. Jos lisäät ajonopeuttasi hieman joka kuukausi, onnettomuuden todennäköisyys kasvaa. Silti varsinainen onnettomuuden aiheuttaja voi olla märkä tienpinta, eteen kurvaava kuorma-auto tai tekstiviestiä lähettävä kuljettaja eikä ylinopeus sinänsä. Ylinopeus vain lisää onnettomuuden todennäköisyyttä ja kasvattaa seurauksien vakavuutta. Onnettomuuteen ei kuitenkaan vaikuta pelkästään nopeus vaan myös olosuhteet. Samoin sään ääri-ilmiöt johtuvat yleensä luonnollisesta vaihtelusta (vastaa ajo-olosuhteita), mutta ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos (esimerkiksi sademäärien lisääntyminen haihdunnan lisääntymisen myötä, vastaa ylinopeutta) lisää niiden todennäköisyyttä ja voimakkuutta. Kuvan © EduardSV - Fotolia.com.

Ilmastonmuutoksen vaikutuksia tarkasteltaessa on muistettava vertailuajankohta. Sandyn kaltaiset myrskytulvat voivat Yhdysvaltojen kaakkoisosassa lisääntyä kolmanneksella tai kahdella kolmanneksella verrattuna vuoteen 1950. Jos lähtökohdaksi otettaisiin aika, jolloin ilmastonmuutos ei vielä ollut päässyt kunnolla käyntiin, esimerkiksi vuosi 1900, lisääntyminen olisi vieläkin suurempaa.

Säätapahtumien lisäksi myös ihmisen toiminta muuttuu. Esimerkiksi Yhdysvalloissa rannikot ovat yhä tiheämmin asuttuja verrattuna sisämaahan. Siksi myös tulvat pääsevät vaikuttamaan yhä enemmän.

Useissa tutkimuksissa vertailuajanjaksona käytetään melko tuoreita vuosikymmeniä, esimerkiksi 1970-2000. Niinpä tutkimusten tulokset ovatkin varsin konservatiivisia verrattuna ajankohtaan, jolloin ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos ei vielä ollut vauhdissa. Esimerkiksi vuosiin 1880-1920 verrattaessa saataisiin suurempia anomalioita (poikkeamia). Jos viime vuosikymmeniin verrattuna lämpenemistä olisi tapahtunut 0,5 astetta, vuosituhannen vaihteeseen verrattuna lämpenemistä voisikin jo olla esimerkiksi asteen verran. Ongelmana kuitenkin on se, ettei tuon aikakauden havaintoasemia enää ole kovinkaan paljon jäljellä. Niinpä tulosten vertailu olisi hyvin hankalaa.

Ilmastonmuutosta voidaan tutkia karkeasti jaotellen kolmella erilaisella lähestymistavalla. Ensimmäinen mahdollisuus on se, että tutkimus perustuu kaikkiin tehtyihin havaintoihin. Toiseksi tutkimus voi perustua tietokonemalleihin, joissa vertaillaan tilannetta ilman ihmisen vaikutusta ja ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöjen vaikuttaessa. Kolmanneksi on mahdollista se, ettei verratakaan kaikkia havaintoajankohtia vaan ainoastaan niitä, jolloin vallinneet sääolosuhteet ovat olleet samantyyppisiä. Näin saadaan paremmin selville se, kuinka epätavallinen esimerkiksi helleaalto on verrattuna muihin vastaaviin säätilanteisiin.

Näillä eri lähestymistavoilla tehtyjä tuloksia vertailemalla saadaan selvyyttä siihen, kuinka kirjaimellisesti tuloksia voi tulkita. Esimerkiksi Sandyn kaltaisten myrskytulvien todennäköisyys ei kasvakaan sananmukaisesti kerran 435 vuodessa tapahtuvasta ilmiöstä kerran 295 vuodessa tapahtuvaksi vaan hyvin harvinaisesta entistä todennäköisemmäksi, mutta silti yhä melko harvinaiseksi.

Tässä viime tiistaina julkaistussa tutkimuskokoelmassa eri menetelmillä saatiin erittäin samanlaisia tuloksia. Yhdysvaltojen lämpöaaltoa selvittäneet tutkimukset päätyivät hyvin samankaltaisiin johtopäätöksiin.

Kaikkein erilaisimmat tulkinnat tulivat kahdesta Itä- ja Kaakkois-Australian lokakuusta 2011 maaliskuuhun 2012 jatkuneita rankkasateita selvittäneestä tutkimuksesta, vaikka tutkimuksissa oli mukana yksi sama tutkija, David J. Karoly. Ensimmäisen tutkimuksen mukaan rankkasateet liittyivät voimakkaaseen La Niña -ilmiöön, mutta maaliskuussa sademäärä kasvoi ilmastonmuutoksen takia 15 prosentilla. Lämpimämpi meri haihduttaa ja lämpimämpi ilma sisältää enemmän kosteutta, jolloin sateitakin tulee enemmän. Toisen tutkimuksen mukaan taas luonnollinen vaihtelu oli selvästi dominoivana, vaikka ilmastonmuutoksen aiheuttama lämpeneminen saattoi hieman lisätä sademääriä. Kaiken kaikkiaan näissäkin kahdessa tutkimuksessa johtopäätökset ovat lähes samat, vaikka ne kerrotaankin erilaisin sanamuodoin.

Lähteet

Lindsey, R. 2013: Global warming, or just the weather? NOAA. Climate.gov. September 3, 2013.

NOAA News 2013. Explaining Extreme Events of 2012. September 4, 2013.

Peterson, T. C., M. P. Hoerling, P. A.Stott and S. Herring, Eds., 2013: Explaining Extreme Events of 2012 from a Climate Perspective. Bull. Amer. Meteor. Soc.,94 (9), S1–S74.

Lue myös

Ennätyskuumat kuukaudet ovat lisääntyneet globaalisti

Australiassa historian pahin helleaalto

Piiloutuuko lämpeneminen meriin vai miksei maapallo lämpene voimakkaasti?

Mittaushistorian kymmenen lämpimintä vuotta: Vuosi 2012 noin yhdeksäs

Miksi kesä 2012 oli kylmä?

Ilmastonmuutos tilastoissa ja diagrammeissa