Ilmastonmuutos: Miksi yöt lämpenevät enemmän kuin päivät ja talvet enemmän kuin kesät?

Lämpötilatrendi vuosikymmentä kohden kelvineinä (1 K = 1 °C) ajalla 1960-2009 ja trendin luottamusväli 95 %:n todennäköisyydellä: a) Vuorokauden minimi- ja maksimilämpötila globaalisti vuoden keskiarvona, pohjoisella pallonpuoliskolla vuoden keskiarvona, pohjoisella pallonpuoliskolla talviaikaan (joulu-helmikuu) ja pohjoisella pallonpuoliskolla kesäaikaan (kesä-elokuu). b) Vuorokauden keskilämpötila (asteikko vasemmalla) ja lämpötilavaihtelu (vuorokauden maksimi- ja minimilämpötilan erotus, DTR, asteikko oikealla) globaalisti vuoden keskiarvona, pohjoisella pallonpuoliskolla vuoden keskiarvona, pohjoisella pallonpuoliskolla talviaikaan (joulu-helmikuu) ja pohjoisella pallonpuoliskolla kesäaikaan (kesä-elokuu). Vuorokauden lämpötilavaihtelun asteikko on negatiivinen, mikä merkitsee lämpötilaerojen pienentymistä. Kuvan saa suuremmaksi klikkaamalla hiirellä sen päältä. Credit: Davy, R., Esau, I., Chernokulsky, A., Outten, S. and Zilitinkevich, S. (2016), Diurnal asymmetry to the observed global warming. Int. J. Climatology, doi:10.1002/joc.4688. License: Creative Commons CC BY-NC 4.0.

Maapallon keskimääräinen pintalämpötila on yksi yleisimmistä ilmastonmuutoksen mittareista. Ehkä yhtä tärkeä mutta vähemmän käytetty on vuorokauden lämpötilavaihtelun (maksimi- ja minimilämpötilan erotus) muuttuminen. Tämä vuorokauden lämpötilavaihtelu pienentyi 1900-luvulla, koska minimilämpötilat kohosivat maksimilämpötiloja enemmän.

Pohjoisella pallonpuoliskolla sekä minimi- että maksimilämpötilojen nousutrendi on ollut suurempi kuin globaalisti. Sekä maailmanlaajuisesti että pohjoisella pallonpuoliskolla minimilämpötilojen nousutrendi kuitenkin on ollut merkittävästi maksimilämpötilojen nousutrendiä voimakkaampi. Sekä minimi- että maksimilämpötilat ovat kohonneet nopeammin talvella kuin kesällä. Vuorokauden lämpötilavaihtelu on pienentynyt eniten talvella, jolloin vuorokauden keskilämpötilan kohoaminen on ollut kaikkein nopeinta. Talvella lämpötilat kuitenkin vaihtelevat kesälämpötiloja enemmän. Sellaisilla alueilla ja sellaisina vuodenaikoina, jolloin lämpenemistrendit ovat voimakkaimpia, vaihtelevuus ja toisaalta myös vuorokauden lämpötilavaihtelun pienentyminen ovatkin kaikkein suurimpia.

Viimeisimpien 50 vuoden aikana erittäin kylmien öiden määrä on vähentynyt puoleen aiemmasta, kun taas erittäin kylmien päivien määrä on vähentynyt vain neljänneksellä. Joidenkin aiempien tutkimusten mukaan lämpötilavaihtelun pienentyminen vaikuttaa merkittävästi sekä kasvillisuuteen että lämpötilaan liittyviin ihmisten kuolemantapauksiin. Siksi kuukausi sitten julkaistussa uudessa tutkimuksessa (Davy et al. 2016) keskityttiin selvittämään tarkemmin vuorokauden lämpötilavaihtelua.

Vasemmalla vuorokauden keskilämpötilan ja oikealla vuorokauden lämpötilavaihtelun (maksimi- ja minimilämpötilan erotus, DTR) trendi vuosikymmentä kohden aikavälillä 1960-2009 kelvineinä (1 K = 1 °C). Kuvan saa suuremmaksi klikkaamalla hiirellä sen päältä. Credit: Davy, R., Esau, I., Chernokulsky, A., Outten, S. and Zilitinkevich, S. (2016), Diurnal asymmetry to the observed global warming. Int. J. Climatology, doi:10.1002/joc.4688. License: Creative Commons CC BY-NC 4.0.

Aiemmissa tutkimuksissa päivä- ja yölämpötilojen erilaiseen kohoamiseen on etsitty syytä esimerkiksi pilvisyydestä, sateisuudesta ja maaperän kosteudesta. Tässä uudessa tutkimuksessa kuitenkin osoitetaan se, että mainittujen tekijöiden lisäksi yöt ovat luontaisesti päiviä herkempiä säteilypakotteelle. Hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen määrän lisääntyminen lämmittää sekä öitä että päiviä. Yöllä ylimääräinen lämpö kuitenkin jää ohueen kerrokseen (joitakin satoja metrejä) maanpinnan päälle, jolloin pieni ilmamäärä lämpenee paljon. Sen sijaan päivällä ylimääräinen lämpö nousee korkeammalle (jopa muutama kilometri), jolloin suuri ilmamäärä ei lämpene yhtä paljon kuin yön ohut lämpökerros.

Hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen määrän lisääntyminen lämmittää sekä öitä että päiviä. Yöllä ylimääräinen lämpö kuitenkin jää ohueen kerrokseen (joitakin satoja metrejä) maanpinnan päälle, jolloin pieni ilmamäärä lämpenee paljon. Sen sijaan päivällä ylimääräinen lämpö nousee korkeammalle (jopa muutama kilometri), jolloin suuri ilmamäärä ei lämpene yhtä paljon kuin yön ohut lämpökerros.

Öiden päiviä voimakkaampi lämpeneminen vaikuttaa sekä kasvien kasvukauden pituuteen että myös ihmisten kokemaan lämpöstressiin. Kuumuuteen liittyvät kuolemat lisääntyvät erityisesti kuumien öiden myötä, kun elimistöllä ei ole aikaa palautua päivän kuumuudesta. Yöaikaisen rajakerroksen oikeanlainen simulointi ilmastomalleissa onkin erittäin tärkeä sekä ennustettaessa maapallon ilmastoherkkyyttä että alueellista lämpötilan kohoamista ilmastonmuutoksen myötä.

Lähteet

Davy, R., Esau, I., Chernokulsky, A., Outten, S. and Zilitinkevich, S. (2016), Diurnal asymmetry to the observed global warming. Int. J. Climatology. doi:10.1002/joc.4688

Uni Research. "Understanding why nights are getting warmer faster than days." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 March 2016.

Lue myös nämä

Kaupunkien lämpösaarekeilmiön ymmärtäminen on avain järkevään kaupunkisuunnitteluun

Ennätyskuumat kuukaudet lisääntyneet globaalisti

Ilmastonmuutos vaikuttaa yhä voimakkaammin sään ääri-ilmiöihin

Onko ilmastonmuutos lisännyt kuumien kesien todennäköisyyden kymmenkertaiseksi vain kymmenessä vuodessa ja tuntuvatko vuoden 2003 kaltaiset hellekesät vuosisadan lopulla jo viileiltä?

Lisääntyykö vai väheneekö kuolleisuus Isossa-Britanniassa ilmastonmuutoksen myötä?

Tulevaisuuden kaupunkien kuumat yöt