perjantai 2. huhtikuuta 2021

Hiilidioksidipitoisuus ennätyskorkea, maatalouden tuottavuus heikentynyt ja maaekosysteemien hiilinielu vaarassa

Kuva: Pixabay.


Vaikka globaali talous pyörii covid-19-pandemian vuoksi vajaateholla, maaliskuussa 2021 Mauna Loalla mitattu ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli keskimäärin 417,6 ppm, suurempi kuin mittaushistorian yhtenäkään aiempana kuukautena. Edellinen ennätys oli 417,3 ppm toukokuussa 2020. Tämän vuoden toukokuussa lukema voi olla jo lähes 420 ppm, koska vuotuisen vaihtelun vuoksi se on toukokuussa yleensä noin 2 ppm korkeampi kuin maaliskuussa. Kun mittaukset alkoivat 1950-luvun lopulla, lukemat olivat alle 320 ppm.

Kasveille fotosynteesin kannalta ihanteellinen hiilidioksidipitoisuus on selvästi nykyistä korkeampi, ja maapallon kasvipeitteinen pinta-ala on kasvanut viime vuosikymmeninä. Cornellin yliopiston johtaman ja eilen Nature Climate Change -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan ihmiskunnan aiheuttama ilmastonmuutos on kuitenkin pienentänyt maatalouden kokonaistuottavuutta noin 20 prosentilla vuodesta 1961 nykypäivään.

Tuottavuus määritellään tuotannon määrän ja tuotannossa käytettyjen tuotantopanosten määrän suhteeksi. Tuottavuus kasvaa, kun samalla tuotantopanosten määrällä (esimerkiksi viljelysmaa, työ, lannoitteet) saadaan aikaan yhä suurempi määrä tuotantoa tai samaan tuotantomäärään päästään käyttämällä yhä vähemmän tuotantopanoksia. Vastaavasti tuottavuus heikkenee, jos samaan satomäärään tarvitaan aiempaa suuremmat panokset.

Maatalouden kokonaistuottavuus on siis globaalisti pienentynyt noin 20 prosentilla 1960-luvulta nykypäivään verrattuna tilanteeseen ilman ilmastonmuutosta. Tämä vastaa seitsemän viime vuoden tuottavuuden kasvun menettämistä kokonaan, siis aivan kuin kaikki maatalouden kehitys olisi pysähtynyt vuonna 2013. Vaikutus on vieläkin suurempi (noin 26-34 prosentin pienentyminen) lämpimillä alueilla, esimerkiksi Afrikassa, Latinalaisessa Amerikassa ja Karibialla. Ilmastonmuutos ei siis ole kaukana tulevaisuudessa häämöttävä ongelma, vaan sen vaikutukset ovat näkyneet maapallolla jo pitkään.


Ihmiskunnan aiheuttaman ilmastonmuutoksen kumulatiiviset vaikutukset alueelliseen maatalouden tuottavuuteen vuosina 1961-2020.


Cornellin yliopiston tutkimuksen mukaan maataloudesta on tullut globaalisti yhä herkempi ilmaston muuttumiselle. FAO:n mukaan ravinnontuotantoa pitäisi kuitenkin saada lisättyä 2000-luvun alun tasosta 70 prosenttia vuoteen 2050 mennessä, jolloin maapallon väkiluku voi olla jo yli 9 miljardia, 70 prosenttia väestöstä on kaupunkilaisia ja ihmiset ovat aiempaa rikkaampia. Lisäksi tulee vielä biopolttoaineisiin tarvittava pelloilla kasvatettu materiaali.


Lämpötilan vaikutus globaaliin C3-fotosynteesiin (vihreä viiva), C4-fotosynteesiin (keltainen viiva) ja ekosysteemin kokonaishengitykseen (hiilidioksidin vapauttamiseen). C3-fotosynteesin maksimi on +18 asteessa ja C4-fotosynteesin maksimi +28 asteessa. Varjostetut värialueet kuvaavat 90 prosentin luottamusväliä. Credit: Katharyn A. Duffy, Christopher R. Schwalm, Vickery L. Arcus, George W. Koch, Liyin L. Liang, Louis A. Schipper. How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere? Science Advaces 13 JAN 2021: EAAY1052. License: CC BY-NC 4.0.


Nykyään maaekosysteemit imevät noin 30 prosenttia ihmiskunnan hiilidioksidipäästöistä (2,6 ± 0,8 petagrammaa hiiltä vuodessa). Tärkein maaekosysteemien hiilinielun vuotuiseen vaihteluun vaikuttava tekijä on lämpötila. Tammikuussa julkaistun tutkimuksen mukaan kasvien hengitys lisäähtyy jatkuvasti lämpötilan kohotessa, kun taas fotosynteesi heikkenee lämpötilan ylitettyä optimin. Tutkimus perustuu FLUXNET-aineistoon. Vuosina 1991-2015 ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousi noin 40 ppm, mutta FLUXNET-havaintopisteissä fotosynteesi ei kuitenkaan lisääntynyt havaittavasti.


Globaali fotosynteesin (vihreä katkoviiva), hengityksen (punainen katkoviiva) ja maaekosysteemien hiilinielun (sininen viiva) muutos verrattuna nykyiseen ilmastoon. Fotosynteesissä ovat mukana sekä C3-fotosynteesi että C4-fotosynteesi painotettuna C3/C4-fotosynteesien globaalilla osuudella. Harmaalla varjostettu alue esittää vuosina 1991-2015 mitattuja vuosien keskilämpötiloja. Katkonainen harmaa pystyviiva osoittaa nykyistä vuosien keskilämpötilaa FLUXNET-tutkimuspisteissä. Credit: Katharyn A. Duffy, Christopher R. Schwalm, Vickery L. Arcus, George W. Koch, Liyin L. Liang, Louis A. Schipper. How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere? Science Advances 13 JAN 2021: EAAY1052. License: CC BY-NC 4.0.

Suurin osa maapallon kasveista on C3-kasveja, joilla fotosynteesin optimi on jo +18 asteessa. C4-kasveilla se on +28 asteessa. Sen sijaan hiilidioksidia tuottavalla hengityksellä ei FLUXNET-aineistosta löydy lainkaan ylärajaa, jossa sen kasvu loppuisi tai edes hidastuisi. Kokeellisten tutkimusten mukaan kasvien hengityksen maksimi näyttäisi olevan vasta +60 asteessa ja maahengityksen maksimi +70 asteessa.


A. Niiden kuukausien lukumäärä, jolloin lämpötila ylittää fotosynteesin optimilämpötilan nykyisessä ilmastossa (1950-2010). B. Niiden kuukausien määrä, jolloin lämpötila ylittää fotosynteesin optimilämpötilan vuosina 2040-2060 RCP8.5-ilmastoskenaarion mukaisilla lämpötiloilla. RCP8.5-skenaario kuvaa tilannetta, jossa kasvihuonekaasupäästöt jatkuvat nykyisen suuruisina. C. Sellaisten maaekosysteemien osuus, joissa fotosynteesin optimilämpötila ylittyy eri RCP-ilmastoskenaarioiden mukaan. D. Nykyinen bruttoperustuotanto (fotosynteesi keskimäärin vuosina 2003-2013, sininen viiva) eri leveyspiireillä, vuosien 2040-2060 bruttoperustuotanto (punainen viiva) ja vuosien 2070-2090 bruttoperustuotanto (oranssi käyrä) RCP8.5-ilmastoskenaarion mukaisilla lämpötiloilla. Vuosina 2040-2060 bruttoperustuotanto on pienentynyt 44 prosenttia ja vuosina 2070-2090 puolestaan 49 prosenttia. Credit: Katharyn A. Duffy, Christopher R. Schwalm, Vickery L. Arcus, George W. Koch, Liyin L. Liang, Louis A. Schipper. How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere? Science Advances 13 JAN 2021: EAAY1052. License: CC BY-NC 4.0.  


Nykyisissä ilmasto-oloissa kasvillisuus toimii yleensä tehokkaana hiilinieluna. Pieni lämpeneminen jopa hieman parantaa hiilinielua edelleen, koska globaalisti nykyinen keskilämpötila jää hieman fotosynteesin optimilämpötilan alapuolelle. Hyvin nopeasti lämpötila kuitenkin kohoaa jo niin paljon, että fotosynteesi alkaa heikentyä. Tämä voi tapahtua jo seuraavien 20-30 vuoden aikana. 

Nykyisinkin lämpimimmän vuosineljänneksen (kolmen kuukauden jakson) keskilämpötila ylittää fotosynteesin optimilämpötilan. Fotosynteesin optimilämpötilan yläpuolella hiilidioksidia tuottava hengitys kuitenkin jatkaa kiihtymistään eksponentiaalisesti. Tällöin hiilinielu heikkenee ja ilmastonmuutos kiihtyy. Näin käy erityisen herkästi Amazonin ja Kaakkois-Aasian sademetsäalueilla. Jos ilmaston lämpenemistä ei hillitä, tämän vuosisadan lopulla maaekosysteemien hiilinielu putoaa puoleen nykyisestä.

Biomit eli suuerkosysteemit muuttuvat aikojen kuluessa ja lämpimään ilmastoon sopeutuneet biomit laajenevat kohti napa-alueita. Ensin kuitenkin vanhat biomit heikkenevät ja tuhoutuvat, jolloin niistä voi vapautua lisää hiilidioksidia. Laajenevat biomit saattavat tarvita myös ihmisten apua, ja lopulta laajenevien biomien menestyminen riippuu siitä, onko maaperässä saatavilla riittävästi ravinteita. Siksi ilmastonmuutoksen hillinnässä ei kannata luottaa liikaa kasvillisuuden kykyyn sitoa hiilidioksidia, vaikka kasvilajit ja kasvillisuusvyöhykkeet osittain sopeutuvatkin ilmastonmuutokseen.

Jos maapallon keskilämpötilan nousu saadaan rajoitettua RCP8.5-skenaarion mukaisen lämpenemisen sijaan RCP2.6-skenaarion mukaiseen lämpenemiseen, maapallon biomien perustuotanto saattaa säilyä lähes nykyisellä tasolla, jolloin maaekosysteemien hiilinielu pienenisi vain 10-30 prosenttia. RCP2.6 on skenaario, jossa pysytään kansainvälisesti tavoitellun alle kahden asteen lämpenemisen rajoissa. Kyseisen skenaarion toteutuminen vaatii nopeita, kaikkia valtioita koskevia toimenpiteitä, joissa päästöjä vähennetään nopeasti.

Lähteet

Ortiz-Bobea, A., Ault, T.R., Carrillo, C.M. et al. Anthropogenic climate change has slowed global agricultural productivity growth. Nat. Clim. Chang. 11, 306–312 (2021). 

Ortiz-Bobea, A., Ault, T.R., Carrillo, C.M. et al. Anthropogenic climate change has slowed global agricultural productivity growth. Nat. Clim. Chang. 11, 306–312 (2021). Supplementary information.

Milman, Oliver: Rapid global heating is hurting farm productivity, study finds. The Guardian 1.4.2021.

Cornell University. "Climate change cut global farming productivity 21% since 1960s." ScienceDaily. ScienceDaily, 1 April 2021.

Katharyn A. Duffy, Christopher R. Schwalm, Vickery L. Arcus, George W. Koch, Liyin L. Liang, Louis A. Schipper. How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere? Science Advaces 13 JAN 2021: EAAY1052. 

Lue myös nämä

Science-lehti eilen: Aiempaa nälkäisemmät hyönteiset ja kasvavat hyönteispopulaatiot vaikuttavat maanviljelyyn negatiivisesti ilmaston lämmetessä

Ilmastonmuutoksen haitalliset vaikutukset maailman maatalouteen olisivat kalliimmat kuin ilmastonmuutosta hillitsevän bioenergiatuotannon aiheuttama hintojen nousu

keskiviikko 31. maaliskuuta 2021

Pääsiäisen hauskat kananmunafaktat


1. Mitenpäin kananmuna tulee ulos kanasta, terävä vai tylppä pää edellä?

Yleensä lintujen munat tulevat ulos lintuemosta terävä pää edellä. Joillakin lajeilla muna kuitenkin kääntyy munanjohtimessa noin tuntia ennen munintaa. Esimerkiksi kanalla tapahtuu juuri näin, joten kananmuna tulee kanasta ulos tylppä puoli edellä.


2. Miten kananmunan saa pysymään pystyssä pöydällä?

Ripottele pöydälle muutama kide taloussokeria. Sen jälkeen kananmuna on helppo saada pysymään pystyssä pöydällä (ks. oheinen video, klikkaa käynnistysnuolta tarvittaessa kahteen kertaan).



3. Voiko kananmunan kuorien avulla estää ilmastonmuutosta?

Kyllä voi! Kananmunan kuoren sisäpuolella oleva kalvo voi imeä lähes seitsemän kertaa oman painonsa verran hiilidioksidia ilmasta. Käytettyjen kananmunien kuorien jättäminen ilmalle alttiiksi voisi olla jokamiehen keino vähentää hitusen verran ilman hiilidioksidipitoisuutta. Lue lisää tästä linkistä.


Rentouttavaa ja rauhallista pääsiäistä!


sunnuntai 28. maaliskuuta 2021

Suomen ylikulutuspäivä on 10. huhtikuuta: suomalaisten kulutustasolla tarvittaisiin 3,7 maapalloa

Milloin ylikulutuspäivä olisi, jos kaikki maapallon ihmiset eläisivät samalla elintasolla kuin tietyn valtion ihmiset (tilastotiedot vuodelta 2017)? Mikäli kaikki maapallon asukkaat kuluttaisivat luonnonvaroja yhtä paljon kuin qatarilaiset, globaali ylikulutuspäivä olisi ollut jo noin 9. helmikuuta. Jos kaikki ihmiset puolestaan eläisivät suomalaisten kulutustasolla, maapallon ylikulutuspäivä olisi noin 10. huhtikuuta. Credit: York University Ecological Footprint Initiative & Global Footprint Network. National Footprint and Biocapacity Accounts, 2021 edition. Produced for the Footprint Data Foundation and distributed by Global Footprint Network (CC-BY-SA 4.0).




Suomen vuoden 2021 ylikulutuspäivä eli ekovelkapäivä osuu huhtikuun alkupuolelle. "Tarkka" päivämäärä on 10. huhtikuuta. Tämä tarkoittaa sitä, että jos kaikki maapallon ihmiset eläisivät suomalaisten elintasolla, tänä vuonna olisi kulutettu uusiutuvia luonnonvaroja jo huhtikuun tienoilla yhtä paljon kuin maapallo ehtii tuottaa koko tämän vuoden aikana (mukaan lukien luonnonvarat, joita tarvitaan sitomaan tuotetut kasvihuonekaasupäästöt). Loppuvuoden eläisimme tavallaan velaksi luonnolle ja kuluttaisimme edellisten vuosien säästöjä.

Ylikulutuspäivä lasketaan kaavalla (biokapasiteetti / ihmisten ekologinen jalanjälki) x 365. Ekologinen jalanjälki tarkoittaa sitä, kuinka suuri pinta-ala yhtä asukasta kohden keskimäärin tarvitaan uusiutuvien luonnonvarojen tuottamiseen ja hiilidioksidin sekä muiden haitallisten päästöjen eliminoimiseen. Biokapasiteetti puolestaan tarkoittaa ekosysteemien kykyä tuottaa uusiutuvia luonnonvaroja ja sitoa päästöjä yhtä asukasta kohden laskettuna. Luvut ilmoitetaan globaalihehtaareina (gha). Se tarkoittaa hehtaarin suuruista aluetta, jonka tuottavuus vastaa maapallon keskiarvoa. Hehtaarilla erittäin tuottavaa maata on enemmän globaalihehtaareja kuin hehtaarilla huonosti tuottavaa maata. Pinta-alat muutetaan vertailukelpoisiksi kertomalla ne maa-alueen ekologista tuottavuutta kuvaavalla kertoimella. Esimerkiksi hehtaari hyvää viljelymaata on noin 2 gha, kun taas hehtaari laidunmaata on noin 0,5 gha.

Suomen ekologinen jalanjälki ja biokapasiteetti vuosina 1962-2017 (yksikkö gha/as). Vuonna 2017 Suomen kulutuksen ekologinen jalanjälki oli 5,8 gha/as ja biokapasiteetti 12,4 gha/as. Ylijäämä on siis 6,6 gha/as. Suomalaisten kuluttamien uusiutuvien luonnonvarojen tuottamiseen riittäisi siis 0,5 Suomea. Suomessa luonnonvarojen kulutus on kuitenkin koko maapallon tuotantokykyä ajatellen liian suurta. Mikäli kaikki maapallon asukkaat eläisivät suomalaisten kulutustasolla, maapallon nykyisen väestön vaatimien luonnonvarojen tuottamiseen tarvittaisiin 3,7 maapalloa. Credit: York University Ecological Footprint Initiative & Global Footprint Network. National Footprint and Biocapacity Accounts, 2021 edition. Produced for the Footprint Data Foundation and distributed by Global Footprint Network (CC-BY-SA 4.0).









Suomalaisten 
Suomalaisten kulutustasolla tarvittaisiin 3,7 maapalloa, mikäli kaikki maapallon ihmiset eläisivät vastaavasti. Suomi on kuitenkin sikäli hyvässä asemassa, että maamme biokapasiteetti ylittää ekologisen jalanjälkemme. Suomessa biokapasiteetti (12,4 globaalihehtaaria/asukas) on noin kaksinkertainen kulutuksen ekologiseen jalanjälkeemme (5,8 globaalihehtaaria/asukas) verrattuna. Asukasta kohden laskettuna Suomi siis tuottaa laskennallisesti resursseja enemmän kuin mitä me kulutamme. Suomen ekologinen ylijäämä on 6,6 globaalihehtaaria/asukas. Suomalaisten kulutuksen riittäisi siis kattamaan noin puolet oman maamme pinta-alasta, joten tavallaan Suomella ei olekaan ylikulutuspäivää lainkaan. Kyse on vain siitä, että maapallon kantokyky ylitettäisiin jo huhtikuun alussa, mikäli kaikki maapallon ihmiset eläisivät yhtä yltäkylläisesti kuin suomalaiset. Suomalaisten suurin yksittäinen syy korkeaan kulutuksen ekologiseen jalanjälkeen ovat kasvihuonekaasupäästöt, joiden sitomiseen tarvitaan 4,1 globaalihehtaaria/suomalainen. 

Ekovelasta puhutaan silloin, kun valtion väestön ekologinen jalanjälki ylittää valtion biokapasiteetin. Tällaiset valtiot on merkitty kartassa punaisella värillä. Mitä tummempi punainen väri on, sitä suurempi on valtion ekovelka. Vastaavasti vihreiksi väritetyissä valtioissa on ekologista ylijäämää eli valtion biokapasiteetti ylittää väestön ekologisen jalanjäljen. Näissä valtioissa luonto tuottaa runsaasti uusiutuvia luonnonvaroja, väestöntiheys on pieni tai väestön kulutustaso on matala. Credit: York University Ecological Footprint Initiative & Global Footprint Network. National Footprint and Biocapacity Accounts, 2021 edition. Produced for the Footprint Data Foundation and distributed by Global Footprint Network (CC-BY-SA 4.0).































Pitäisikö suomalaisilla olla oikeus muita suurempaan kulutustasoon, koska asukasta kohden laskettuna maamme biokapasiteetti on suuri? Toisaalta voidaan kysyä, onko oikein, että suomalaiset omistavat harvaan asutussa maassa suuret pinta-alat tuottoisaa maata, kun samaan aikaan väestöntiheys on muualla maapallolla huomattavasti suurempi. Entä kuinka turvaamme biokapasiteetin säilymisen? Suomenkin biokapasiteetti on jonkin verran pienentynyt 1960-luvulta nykypäivään.

Koko maapallon ylikulutuspäivä on nykyisin heinä-elokuussa

Esimerkkivaltioita lueteltuina ekologisen jalanjäljen ja maapallojen tarpeen mukaisessa järjestyksessä. Ekologinen jalanjälki on ilmoitettu globaalihehtaareina asukasta kohden. HDI tarkoittaa inhimillisen kehityksen indeksiä (ks. teksti). Valtioiden tarve tarkoittaa sitä, kuinka monta kyseisen valtion pinta-alaa tarvittaisiin tuottamaan valtiossa asuvien ihmisten uusiutuvat luonnonvarat, kun otetaan huomioon juuri kyseisen valtion biokapasiteetti eli uusiutuvien luonnonvarojen tuotanto. Maapallojen tarve puolestaan tarkoittaa sitä, kuinka monta maapalloa tarvittaisiin luonnonvarojen tuottamiseen, jos kaikki maapallon ihmiset eläisivät samalla kulutustasolla kuin esimerkkivaltion ihmiset. Punaisella värillä on merkitty maailman suurimmat epätoivottavat ääriarvot. Vihreällä värillä puolestaan on merkitty parhaiten kestävän kehityksen tavoitteet täyttävät ääriarvot. Kestävän kehityksen mukaisessa elämässä ekologisen jalanjäljen pitäisi olla enintään 1,7, HDI:n vähintään 0,7 (tarkkaan ottaen yli 0,67) ja maapallojen tarpeen alle 1,0. Nämä ehdot täyttyvät Sri Lankassa ja Filippiineillä. Näissäkin valtion väkiluku on kuitenkin niin suuri, ettei oman valtion pinta-ala riitä kaikkien uusiutuvien luonnonvarojen kestävään tuottamiseen. Taulukon saa suuremmaksi klikkaamalla hiirellä sen päältä. Credit: York University Ecological Footprint Initiative & Global Footprint Network. National Footprint and Biocapacity Accounts, 2021 edition. Produced for the Footprint Data Foundation and distributed by Global Footprint Network.

Ennätysaikainen koko maapallon ylikulutuspäivä oli 31. heinäkuuta vuonna 2019. Vuonna 2020 maapallon ylikulutuspäivä oli 22. elokuuta, koronapandemian seurauksena kolme viikkoa myöhemmin kuin vuotta aiemmin. Ihmiskunta siis käytti seitsemässä kuukaudessa kaikkia maapallolla vuoden aikana syntyviä luonnonvaroja vastaavan määrän luonnonvaroja. Nykyisellä luonnonvarojen käytöllä tarvittaisiinkin 1,7 maapalloa tuottamaan kestävästi ihmiskunnan käyttämät luonnonvarat.

Todellisuudessa tarkan päivämäärän laskeminen on mahdotonta. Laskelmat perustuvat lähinnä YK:n tilastoihin, jotka laahaavat jonkin verran jäljessä todellisesta kehityksestä. Vuoden 2021 laskelmissa käytetään vuoden 2017 tilastotietoja, koska ne ovat uusimmat kattavasti saatavilla olevat tilastot. Siksi esimerkiksi covid-19-pandemian vaikutus ei näy käytetyissä tilastoissa. Koko maapallon viime vuoden ylikulutuspäivää laskettaessa pandemian vaikutus kuitenkin pyrittiin erikseen arvioimaan, mutta valtiokohtaisissa laskelmissa tätä ei ole otettu huomioon. Kaiken lisäksi laskelmat tietyistä päivämääristä eivät voi olla läheskään tarkkoja, sillä "jokaista syntyvää kalaa on mahdotonta laskea". Sekä valtiokohtaiset ylikulutuspäivät että globaali ylikulutuspäivä ovat siis vain karkeita arvioita. Laskelmissa on myös inhimillisiä virheitä, joita itsekin olen korjaillut

Kestävän kehityksen minimitaso edellyttää Global Footprint Networkin mukaan valtion kansalaisten hyvinvointia ja kulutustasoa, joka ei ylitä maapallon kestokykyä. Kansalaisten hyvinvointia mitataan inhimillisen kehityksen indeksillä (HDI, human development index), johon sisältyvät elinajanodote, koulutus (lukutaitoisuus ja koulutuksen määrä) sekä väestön ostovoima. Indeksin lukuarvo vaihtelee nollasta yhteen. Mikäli indeksi on vähintään noin 0,7 (tarkkaan ottaen yli 0,67), valtio on YK:n määritelmän mukaan korkeasti kehittynyt. Jos indeksi on vähintään 0,8, kyseessä on jo hyvin korkeasti kehittynyt valtio.

Maapallon ylikulutukseen vaikuttaa neljä keskeistä avaintekijää: 1) kuinka paljon kulutamme, 2) kuinka tehokkaasti tuotteet valmistetaan, 3) kuinka paljon ihmisiä on ja 4) kuinka paljon luonnonvaroja luonto pystyy tuottamaan. Tarkan ylikulutuspäivämäärän selvittämistä tärkeämpää on ymmärtää kehitystrendi. Kehityksen seurauksia ovat esimerkiksi maaperän eroosio, luontokato (biodiversiteetin heikkeneminen) ja ilmastonmuutos.

Henkilökohtaisen ylikulutuspäivän ja maapallojen tarpeen voi laskea Ecological Footprint Calculator -testin avulla.

Ylikulutuspäivän laskeminen näyttää aliarvioivan luontokatoa ja muita ympäristöongelmia

Ville Lähde kirjoittaa osuvaa kritiikkiä ylikulutuspäivästä:

"Tieteellisessä keskustelussa mittaria on kritisoitu paljon, vaikkei tämä keskustelu juurikaan ole näkynyt julkisuudessa. Ehkä kritiikki tulkittaisiin helposti niin, että se kyseenalaistaa globaalin ylikulutuspäivän viestin. Asia on kuitenkin päinvastoin: kriitikkojen mukaan ekologinen jalanjälki aliarvioi pahanlaisesti ihmistoiminnan ympäristövaikutuksia ja antaa harhaanjohtavan kuvan nykytilanteesta. - - Kun hiilinielujen osuus on ekologisen jalanjäljen laskelmissa ainoa merkittävästi muuttuva osuus, biokapasiteetin ja ylikulutuksen määrittely on lopulta kiinni vain fossiilienergiasta (Galli et al. 2016, 229). Ilmastonmuutoksesta tulee oikeastaan ainoa merkittävä ongelma. Se eittämättä onkin kohtalokas ympäristöongelma, joka vaikuttaa kaikkeen muuhun. - - Jos ilmastopäästöt onnistuttaisiin nollaamaan päästöleikkauksilla ja hiilinieluilla, ekologinen jalanjälki olisi enää noin puoli maapalloa. Olisiko tilanne silloin kestävä? Mitä ilmeisimmin ei, sillä maailmassa on suuria ongelmia vesivarojen, biodiversiteetin, viljelysmaan, metsäkadon ja monen muun asian kanssa. Kasvihuonepäästöjen eliminoiminen ei yksinään johtaisi kestävään maailmaan. - - Kritiikin ydin on kuitenkin juuri tässä: voidaanko ympäristö- ja luonnonvaraongelmien moninaisuutta koskaan palauttaa yhteen mittariin? - - Kritiikin tärkein viesti on, että ekologinen jalanjälki ei anna meille todellista tilannekuvaa poliittisten toimien perustaksi vaan aliarvioivan kuvan tilanteen vakavuudesta. - - Mikä tärkeintä, emme ole enää tilanteessa, jossa hiilipäästöjen nollaaminen päästöleikkauksilla ja hiilinieluilla riittäisi. Päästöt täytyy saada lähivuosikymmeninä negatiivisiksi. - - On perustellumpaa sanoa, että ylikulutuspäivä oli vuosikausia sitten. (Galli et al. 2016, 225) Tai pikemmin: koska elintärkeät ekologiset järjestelmät vaurioituvat ympäri maailman, luonnonvaroja käytetään kiihtyvällä tahdilla, väestö kasvaa ja ilmastonmuutos etenee, ylikulutuspäivä on joka päivä. - - Ja mitä koko ongelman tiivistäminen yhdeksi lukuarvoksi oikeastaan kertoo meille? Sillä voidaan viestiä, että tilanne on huono. Mutta jos halutaan etsiä toivon ja toiminnan mahdollisuuksia, tarvitaan viestejä ja välineitä, jotka kertovat meille, mitä on tehtävä."

Lähteet

keskiviikko 10. maaliskuuta 2021

Kevään 2021 sääennuste

Olen kerännyt luettavaksenne yhdeksän kansainvälisen tutkimuslaitoksen vuodenaikaisennusteet Suomen kevään 2021 säästä. Mukana on myös hyvin alustava katsaus tulevan kesän säästä.



ECMWF: Tavanomainen kevät ja kesä

Euroopan keskipitkien ennusteiden keskus (ECMWF) sanoo, että huhti-kesäkuussa lähes koko Suomen lämpötilat ovat tavanomaisia, joskin paikoin Lapissa ja rannikoilla (varsinkin Lounais-Suomessa) voi olla vajaan asteen keskimääräistä lämpimämpää. Lähes sama tilanne jatkuu touko-heinäkuussa. Kesä-elokuussa koko Suomen lämpötilat ovat täysin tavanomaisia. Heinä-elokuussa suuressa osassa Suomea on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää, mutta Pohjanmaan maakunnissa ei ole nähtävissä mitään lämpötilapoikkeamaa pitkäaikaisista keskiarvoista.

ECMWF:n ennustetta on analysoitu myös Copernicuksen sivulla ja Ilmatieteen laitoksen sivulla, jossa on luettavissa myös tarkempi kuukausiennuste.

Ranskan ilmatieteen laitos: Melko tavanomainen kevät ja vähän keskimääräistä lämpimämpi alkukesä

Ranskan ilmatieteen laitoksen (Meteo France) mukaan Etelä-Suomessa on maalis-toukokuussa 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää, muualla täysin tavanomaisia lämpötiloja. Sen sijaan huhti-kesäkuussa ja touko-heinäkuussa lähes koko Suomessa on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää. 

Sademäärät ovat kaikilla ennustetuilla kolmen kuukauden jaksoilla tavanomaisia, joskin paikoin on pieniä viitteitä keskimääräistä sateisemmasta säästä.

Italian ilmatieteen laitos: Tavanomainen kevät, vähän keskimääräistä lämpimämpi alkukesä

Italian ilmatieteen laitoksen (CMCC) mukaan maalis-toukokuu on koko Suomessa lämpötiloiltaan täysin tavanomainen, mutta huhti-kesäkuussa suurimmassa osassa Suomea on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Vain Pohjois-Pohjanmaalla ja Etelä-Lapissa poikkeama voi tuolloin jäädä 0-0,5 asteeseen. Touko-heinäkuussa aivan koko Suomi on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpi. 

Sademäärät ovat kaikilla jaksoilla melko tavanomaisia. Paikoin on viitteitä vähän keskimääräistä sateisemmasta säästä, varsinkin maalis-toukokuussa Etelä-Suomessa.

Saksan ilmatieteen laitos: Lämmin ja vähän keskimääräistä sateisempi kevät, tavanomaisempi alkukesä

Saksan ilmatieteen laitoksen (DWD) ennusteessa maalis-toukokuu on lähes koko Suomessa 1-2 astetta keskimääräistä lämpimämpi. Vain Pohjois-Lapissa poikkeama jää 0,5-1 asteeseen. Huhti-kesäkuussa etelärannikolla, Järvi-Suomessa ja itärajalla on 1-2 astetta keskimääräistä lämpimämpää, muualla Suomessa 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Touko-heinäkuussa lähes koko Suomessa on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää, vain etelä- ja lounaisrannikolla ehkä vähän enemmän.

Maalis-toukokuu on koko Suomessa vähän keskimääräistä sateisempi. Huhti-kesäkuussa keskimääräistä sateisempaa on edelleen Lapissa. Touko-heinäkuussa koko Suomen sademäärät ovat tavanomaisia.

Copernicus Climate Change Service: Maalis-heinäkuussa lähes koko Suomessa 0,5-1 astetta pitkäaikaisia keskiarvoja lämpimämpää, sademäärät tavanomaisia

Eurooppalaisen Copernicus Climate Change Servicen tuottama eri säämallien (ECMWF, brittiläinen Met Office, ranskalainen Météo France, italialainen CMCC ja saksalainen DWD) ennusteiden yhdistelmä on katsottavissa Copernicuksen sivuilla kohdassa "C3S multi-system T2m".

Maalis-toukokuussa, huhti-kesäkuussa ja myös touko-heinäkuussa lähes koko Suomessa on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Vain Perämeren rannikolla poikkeama jää pienemmäksi. Sademäärät ovat kaikilla jaksoilla täysin tavanomaisia, vain huhti-kesäkuussa aivan pohjoisimmassa Lapissa voi olla vähän keskimääräistä sateisempaa.

Japanin ilmatieteen laitos: Vähän keskimääräistä lämpimämpi ja sateisempi kevät

Japanin ilmatieteen laitos ennustaa, että maalis-toukokuussa koko Suomessa on läntisintä Lappia lukuun ottamatta vähän keskimääräistä lämpimämpää ja sateisempaa.

IRI: Kevät tavanomainen, kesäksi pieniä viitteitä keskimääräistä lämpimämmästä säästä

IRI:n (International Research Institute for Climate and Society, Earth Institute, Columbia University) lähes kuukausi sitten tekemän ennusteen mukaan maalis-toukokuussa Suomen lämpötilat ovat keskimäärin pitkäaikaisten keskiarvojen mukaisia. Käsivarren Lapissa voi olla keskimääräistä kylmempää. Vastaavasti etelärannikolla ja Lounais-Suomessa saattaa olla keskimääräistä lämpimämpää. Sademäärissä on suuri alueellinen vaihtelu.

Huhti-kesäkuussa koko Suomessa on keskimääräistä lämpimämpää, varmimmin Lounais-Suomessa. Kaakkois-Suomessa on keskimääräistä sateisempaa ja Lapissa (varsinkin Länsi-Lapissa) keskimääräistä kuivempaa.

Touko-heinäkuussa keskimääräistä lämpimämpää on varmimmin pohjoisimmassa Suomessa. Keski-Suomessa lämpötilat ovat pitkäaikaisten keskiarvojen mukaisia. Suomen sademäärät ovat melko tavanomaisia, mahdollisesti vähän keskimääräistä suurempia.

Kesällä 2021 eli kesä-heinäkuussa koko Suomessa on keskimääräistä lämpimämpää, varmimmin Lapissa. Sademäärissä on suuri alueellinen vaihtelu. Useilla alueilla on todennäköisemmin keskimääräistä kuivempaa kuin keskimääräistä sateisempaa. Suurimmassa osassa Suomea sademäärät kuitenkin ovat täysin pitkäaikaisten keskiarvojen mukaisia.

NOAA/NWS: Lämmin kevät, varsinkin huhtikuu

Yhdysvaltaisen NOAA/NWS:n juuri päivitetyissä ennusteissa kevät näyttää selvästi lämpimämmältä kuin muilla tutkimuslaitoksilla. Kolmen kuukauden jaksoista ajankohdan pitkäaikaisiin keskiarvoihin verrattuna lämpimin on maalis-toukokuu, jolloin koko Suomessa on 1-3 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Lähes sama tilanne jatkuu huhti-kesäkuussa, mutta 2-3 asteen poikkeamia ei enää ole yhtä laajalla alueella kuin maalis-toukokuussa. Touko-heinäkuussa lähes koko Suomessa on 1-2 astetta keskimääräistä lämpimämpää, lähinnä vain länsirannikolla jäädään tämän alapuolelle. Kesä-elokuussa koko Suomessa on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää, paitsi Länsi-Suomessa jäädään täysin tavanomaisiin lukemiin. Heinä-syyskuun lämpötilat näyttävät lähes koko Suomessa täysin pitkäaikaisten keskiarvojen mukaisilta, joskin koillisimmassa Lapissa voi olla vähän keskimääräistä lämpimämpää. Elo-lokakuussa on Länsi-Suomea lukuun ottamatta jälleen 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää.

Yksittäisistä kuukausista tavanomaiseen verrattuna lämpimin on huhtikuu, jolloin koko Suomessa on 2-4 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Suurin poikkeama on Etelä-Savon, Pohjois-Savon, Pohjois-Karjalan ja Kainuun tienoilla. Maaliskuu on suurimmassa osassa Suomea 1-2 astetta keskimääräistä lämpimämpi ja toukokuu 1-3 astetta keskimääräistä lämpimämpi. Toukokuussa pienin poikkeama on Lounais-Suomessa ja lämpötilapoikkeama kasvaa siirryttäessä kohti itää ja pohjoista. Kesäkuussa koko Suomessa on 0,5-2 astetta keskimääräistä lämpimämpää siten, että pienimmät poikkeamat ovat Pohjanmaan maakuntien tienoilla. Heinäkuussa lähes koko Suomessa on 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää, vain Pohjanmaan maakuntien tienoilla jäädään täysin tavanomaisiin lukemiin. Elokuu onkin sitten koko Suomessa lämpötiloiltaan tämänhetkisen hyvin alustavan ennusteen mukaan täysin tavanomainen.

Sademäärät ovat kaikilla ennustetuilla kolmen kuukauden jaksoilla täysin tavanomaiset. Jos poikkeamaa johonkin suuntaan ilmenee, paikoin voi olla vähän keskimääräistä sateisempaa. Tosin elo-lokakuun jaksolla Kaakkois-Suomessa on pieniä viitteitä keskimääräistä kuivemmasta säästä.

Tämänhetkisen ennusteen mukaan yksittäisistä kuukausista pitkän aikavälin keskiarvoihin verrattuna sateisimpia ovat maaliskuu ja heinäkuu. Tavanomaiseen verrattuna vähäsateisin on huhtikuu, joskaan poikkeama ei näytä kovinkaan selvältä.

NOAA/NWS:n ennusteet päivittyvät jatkuvasti edellä oleviin linkkeihin.

Britannian ilmatieteen laitos: Lähes koko Suomessa 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpi ja vähän keskimääräistä sateisempi kevät

Britannian ilmatieteen laitoksen (Met Office) mukaan maalis-toukokuu on Suomessa 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpi, aivan eteläisimmissä ja pohjoisimmissa osissa vähän enemmänkin. Sateita tulee vähän pitkäaikaista keskiarvoa enemmän.

Huhti-kesäkuussa Suomen lämpötilat ovat lähellä tavanomaista, lähinnä rannikoilla ja Lapissa voi olla 0,5-1 astetta keskimääräistä lämpimämpää. Muualla paitsi Lounais-Suomessa sateita saadaan vähän keskimääräistä runsaammin.

Touko-heinäkuussa koko Suomen lämpötilat ovat täysin tavanomaisia, joskin merialueilla ja aivan rannikolla voi olla vähän keskimääräistä lämpimämpää. Suomessa on edelleen vähän keskimääräistä sateisempaa.

Lue tästä vapun sää, mutta älä usko sitä!

Yhdysvaltalainen AccuWeather julkaisee Suomeenkin tietokoneen mallintamia päiväkohtaisia ennusteita 90 vuorokaudeksi ja Metcheck puoleksi vuodeksi. Kuriositeettina mainittakoon, että AccuWeather ennustaa tällä hetkellä Helsinkiin vappupäiväksi 16 astetta ja puolipilvistä. Metcheckin mukaan Helsinki on vappupäivänä sateeton ja puolipilvinen. Lämpötila kohoaa 8 asteeseen. Näin pitkät päiväkohtaiset ennusteet ovat kuitenkin todellisuudessa täysin epäluotettavia, vaikka periaatteessa säämallien ajoa tietokoneella voidaan jatkaa vaikka kuinka pitkälle ajalle.

Jo muutaman viikon ennusteet ovat todellisuudessa hyvin epävarmoja, käyttöarvoltaan lähellä nollaa. Vaikka pitkän aikavälin säätä (esimerkiksi kolmea kuukautta) onkin mahdollista jossakin määrin ennustaa, malleihin sisältyvien epävarmuuksien takia paikkakunta- ja päiväkohtainen ennuste on erittäin epäluotettava. Joskus tällaisista ennusteista onkin käytetty nimitystä "meteorologinen syöpä".

Ilmatieteen laitoksen ylimeteorologi Sari Hartosen mukaan Suomessa säätyyppi pystytään ennustamaan kohtuullisen luotettavasti 6-10 vuorokautta, lämpötila 4-7 vuorokautta, matalapaineiden ja sadealueiden reitti 3-5 vuorokautta, tuulet 2-3 vuorokautta ja sademäärät sekä sateiden tarkat reitit 0-2 vuorokautta etukäteen. Yli kymmenen vuorokauden ajalle ei voi tehdä vain yhtä ennustetta, vaan saadaan useampia erilaisia ennusteita. Ilmakehän kaoottisuus estänee tulevaisuudessakin yli 14-21 vuorokauden päiväkohtaiset ennusteet. Lämpötilaennusteet ovat sade-ennusteita luotettavampia.

Vuodenaikaisennusteissa (esimerkiksi koko talven sääennuste) ei ennustetakaan yksittäisiä sääilmiöitä, esimerkiksi ensilumen ajankohtaa, vaan ainoastaan pitkän aikavälin (yleensä kolmen kuukauden jakso) poikkeamia verrattuna tavanomaiseen. Vertailukohtana on aina useilta vuosilta (yleensä 30 vuotta) laskettu keskiarvo kyseisen kolmen kuukauden jakson tai kyseisen kuukauden säästä.

Onko sään vuodenaikaisennuste luotettavampi kuin sääprofeetta?

Kaikissa pitkän aikavälin sääennusteissa on huomattava, etteivät ne yleensä ole Pohjois-Euroopassa kovinkaan luotettavia. Täällä ei ole samanlaista jaksottaista vaihtelua niin kuin tropiikissa, jossa ennusteissa voidaan käyttää hyväksi ENSO-värähtelyä (El Niño – La Niña -oskillaation vaihtelua). Matalilla leveysasteilla (tropiikissa) vuodenaikaisennusteet ovatkin hieman luotettavampia kuin meillä, koska siellä säätyypit ovat pitkälti seurausta meriveden lämpötilan vaihteluista. Meillä taas äkilliset, hetkittäiset tekijät vaikuttavat enemmän.

Kaiken kaikkiaan näyttää siltä, että useilla ennustuslaitoksilla lähimmän kolmen kuukauden ennuste pitää usein kohtuullisen hyvin paikkansa, mutta yksittäisten kuukausien ennusteet menevät hetkittäisten säätekijöiden vuoksi huomattavasti useammin väärin. Siksi monet ennustelaitokset eivät edes julkaise yksittäisten kuukausien ennusteita. Lisäksi vuodenaikaisennusteillekin on tyypillistä, että ne tarkentuvat ennustetun ajankohdan lähestyessä. NOAA/NWS:n ennusteet näyttävät usein jatkavan ennusteen tekohetkellä vallinnutta tilannetta liikaa myös eteenpäin.

Nämä vuodenaikaisennusteetkin ovat sääennusteita, eivät ilmastoennusteita. Säähän pääsevät hetkelliset tekijät vaikuttamaan voimakkaastikin, toisin kuin ilmastoon, joka on pitkän aikavälin keskiarvo.

Vaikka pitkän aikavälin sääennusteet, esimerkiksi vuodenaikaisennusteet, pitäisivätkin paikkansa, on siis huomattava, että ne ovat vain useamman kuukauden ajalle ennustettuja keskiarvoja eivätkä ennusta yksittäisiä säätapahtumia. Ongelmaa voi havainnollistaa seuraavalla esimerkillä. Suurkaupungissa on mahdollista ennustaa, että tietyssä kaupunginosassa tapahtuu enemmän rikoksia kuin toisessa, mutta siitä huolimatta et hälytysajossa olevan poliisiauton perässä ajaessasi tiedä, mihin kaupunginosaan poliisiauto juuri sillä kerralla kääntyy.

Jos vuodenaikaisennuste ennustaa keväästä tavanomaista lämpimämpää, tämä voi tarkoittaa esimerkiksi joko 1) sitä, että koko kevät on tavanomaista lämpimämpi tai 2) sitä, että lämpötilat ovat suurimmat osan ajasta tavanomaisia (vähän alle tai vähän yli pitkäaikaisten keskiarvojen), välillä voi olla jopa hyvin kylmää, mutta jossakin vaiheessa voi olla erityisen lämmintä.

Lisäksi täytyy huomata, että eri yhteyksissä käytetään erilaisia vertailujaksoja, kun verrataan lämpötiloja tavanomaisiin. Maailman meteorologisen järjestön (WMO) virallinen ilmastotieteen vertailukausi on vielä hetken aikaa 1961-1990, kun taas esimerkiksi Suomen Ilmatieteen laitos käyttää päivittäisissä sääennusteissaan hieman lämpimämpää vertailukautta 1981-2010. Useimpien tässä blogikirjoituksessa esitettyjen vuodenaikaisennusteiden vertailukausi on joko 1981-2010 tai 1993-2016.

Lue myös nämä

Sääilmiöiden ABC-kirja

Mitä siellä oikein sataa? Timanttipölyä, kissoja, koiria vai miehiä?

sunnuntai 28. helmikuuta 2021

Kouvolan talvi oli 1,2 astetta keskimääräistä lämpimämpi


Jos talveksi määritellään joulukuun alusta helmikuun loppuun ulottuva jakso, Kouvolan talvi 2020-2021 oli 1,2 astetta keskimääräistä lämpimämpi. Utin lentoasemalla joulukuun 2020 keskilämpötila oli -0,6 astetta (4,3 astetta keskimääräistä lämpimämpi), tammikuun 2021 keskilämpötila -5,6 astetta (1,4 astetta keskimääräistä lämpimämpi) ja helmikuun 2021 keskilämpötila -9,7 astetta (2,2 astetta keskimääräistä kylmempi). Koko talven keskilämpötila oli -5,3 astetta, mikä siis on 1,2 astetta keskimääräistä korkeampi. 

Keskimääräinen tarkoittaa tässä vuosien 1981-2010 kyseisten kuukausien keskiarvoa Utin lentoasemalla: joulukuu -4,9, tammikuu -7 ja helmikuu -7,5. Tämä on lämpimämpi vertailukausi kuin ilmastotieteessä usein käytetty vertailukausi 1961-1990, jonka joulukuiden keskilämpötila Utissa on -5,9 astetta, tammikuiden -9 ja helmikuiden -8,5. Ajanjaksoon 1961-1990 verrattuna Kouvolan talvi oli 2,5 astetta keskimääräistä lämpimämpi.

Lähteet

Ilmatieteen laitos: Tilastoja Suomen ilmastosta 1981-2010

Ilmatieteen laitos: Havaintojen lataus

Lue myös tämä

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin Kouvolassa, Suomessa ja ehkä globaalistikin

perjantai 29. tammikuuta 2021

Kumottu myytti: Tulivuorenpurkaus aiheutti ihmislajin pullonkaulailmiön 74 000 vuotta sitten

Credit: Alexas_Fotos, Shutterstock

Kolme viikkoa sitten kirjoitin oppikirjojen virheellisestä selityksestä sille, miksi näemme kasvien lehdet vihreinä. Tämä ei ole kuitenkaan ainoa oppikirjojen vanhentunut tieto. Tiede kehittyy jatkuvasti, ja vanhat käsitykset muuttuvat. Vaikka kirjat kirjoitetaan huolellisesti ja tarkastetaan, kukaan ei pysty hallitsemaan kaikkia uusimpia tietoja.

Vanhoissa lukion biologian oppikirjoissa ja muissa lähteissä on esitetty, että 70 000 - 74 000 vuotta sitten nykyihmisten populaatio romahti pieneksi, koska Indonesiassa tapahtui Toba-supertulivuoren purkaus. Tämän on väitetty aiheuttaneen Itä-Afrikkaan kuusi vuotta pitkän vulkaanisen talven, jonka seurauksena ihmisten määrän ajateltiin pienentyneen noin 10 000:een, sukupuuton partaalle.

Uusissa tieteellisissä tutkimuksissa tämä myytti on kumottu. Toba-tulivuoren purkautuminen ei ole voinut aiheuttaa Afrikkaan vulkaanista talvea. Toban purkautumisen seurauksena ei ole ollut ihmislajin pullonkaulailmiötä eikä populaation kutistumista lähes sukupuuttoon. Uusimpien tutkimustulosten mukaan ihmispopulaatio kukoisti ja jopa kasvoi ainakin Etelä-Afrikassa Toban purkauksen jälkeen. 

Lähteet

Chad L. Yost, Lily J. Jackson, Jeffery R. Stone, Andrew S. Cohen: Subdecadal phytolith and charcoal records from Lake Malawi, East Africa imply minimal effects on human evolution from the ∼74 ka Toba supereruption, Journal of Human Evolution, Volume 116, 2018, Pages 75-94.

Clarkson, Chris & Petraglia, Michael: Stone tools show humans in India survived the cataclysmic Toba eruption 74,000 years ago. The Conversation (2020).

Hawks, John: The so-called Toba bottleneck didn't happen.

Smith, E., Jacobs, Z., Johnsen, R. et al. Humans thrived in South Africa through the Toba eruption about 74,000 years ago. Nature 555, 511–515 (2018).

Lue myös tämä

Ihmisen evoluutio: Erosiko ihminen apinoista Euroopassa vai Afrikassa?

tiistai 19. tammikuuta 2021

Nature Climate Change -lehti: Nykyinen ilmastonmuutos on lähes sataprosenttisesti ihmisen aiheuttama


Nature Climate Change -lehdessä julkaistiin eilen kansainvälisen tutkijaryhmän tutkimus, jossa tarkastellaan maapallon ilmakehän alaosan lämpenemistä esiteolliselta ajalta (1850-1900) nykypäivään (2010-2019). Tarkasteluajanjaksolla maapallon keskilämpötila on mittausten mukaan noussut 1,1 celsiusastetta.

Tutkimuksen mukaan ihmiskunta on aiheuttanut esiteollisesta ajasta nykypäivään lämpenemistä 0,9-1,3 astetta. Parhaan arvion mukaan ihmiskunnan aiheuttama kasvihuonekaasujen lisääntyminen (esimerkiksi maankäytön muutokset ja fossiilisten polttoaineiden polttaminen) selittää tutkitun 150 vuoden aikana tapahtuneesta lämpenemisestä 1,54 astetta (vaikutus +135 %) ja ihmiskunnan aiheuttamien pienhiukkasten viilentävä vaikutus on ollut 0,44 astetta (-38 %). Lisäksi luonnolliset tekijät (Aurinko, tulivuoritoiminta, ENSO-ilmiö) ovat aiheuttaneet noin 0,03 asteen lämpenemisen (+3 %). 

Esiteolliselta ajalta 1900-luvun puoliväliin asti ihmiskunnan lämmittävä vaikutus oli hyvin pieni ja lämpenemistä tapahtuikin vain 0,2 astetta. Sen sijaan 1900-luvun puolivälistä nykypäivään lämpenemistä on tapahtunut noin 0,9 astetta. Tästä kasvihuonekaasujen osuus on 1,1 astetta (+125 %), pienhiukkasten viilentävä vaikutus 0,2 astetta (-25 %) ja luonnollisten tekijöiden nettovaikutus mitättömän pieni.

Jos tämä tutkimus on oikeassa, ihmiskunta on aiheuttanut nykyisen ilmastonmuutoksen lähes sataprosenttisesti. Sen sijaan aiemmin maapallolla on ollut lukuisia luontaisista tekijöistä johtuneita ilmastonmuutoksia, joiden seurauksena maapallon keskilämpötila on ollut huomattavasti nykyistä korkeampi. Luontaisiin ilmastonmuutoksiin ovat vaikuttaneet esimerkiksi Auringon säteilytehon muutokset, maapallon kiertoradan muutokset, maapallon akselikulman muutokset ja mannerliikunnot (litosfäärilaattojen liikkeet).

Lähde

Gillett, N.P., Kirchmeier-Young, M., Ribes, A. et al. Constraining human contributions to observed warming since the pre-industrial period. Nat. Clim. Chang. (2021).

Lue myös tämä

Carbon Brief: Analysis - Why scientists think 100% of global warming is due to humans.

perjantai 15. tammikuuta 2021

Vuoden 1976 jälkeen kaikki vuodet ovat olleet 1900-luvun keskiarvoa lämpimämpiä ja vuosi 2020 oli ennätyslämmin tai ainakin toiseksi lämpimin

Vuosi 2020 oli kaikkien tutkimuslaitosten mukaan globaalisti mittaushistorian lämpimin tai toiseksi lämpimin vuosi

Maapallon eri alueiden lämpötilat vuonna 2020 verrattuna 1900-luvun keskiarvoon. Keskimääräistä lämpimämpää oli suurimmalla osalla maa- ja merialueista. Monin paikoi oli jopa ennätyslämmintä. Keskimääräistä kylmempää oli hyvin harvoilla alueilla, lähinnä Pohjois-Atlantilla Grönlannin etelärannikolla. Ennätyskylmää ei ollut millään maa- tai merialueella. Kartan saa suuremmaksi klikkaamalla hiirellä sen päältä. Credit: NOAA National Centers for Environmental Information, State of the Climate: Global Climate Report for Annual 2020, published online January 2021, retrieved on January 15, 2021.

Joulukuun loppupuolella Japanin ilmatieteen laitos laski ennakkotiedon, jonka mukaan vuosi 2020 olisi maailmanlaajuisesti mittaushistorian lämpimin vuosi. Viikko sitten eurooppalainen Copernicus Climate Change Service julkaisi omat tietonsa, joiden mukaan vuosi 2020 oli globaalisti mittaushistorian toiseksi lämpimin tai mittaustarkkuuden rajoissa jopa yhtä lämmin kuin aiempi ennätyslämmin vuosi 2016. Päättynyt vuosikymmen oli mittaushistorian lämpimin ja ensimmäinen yli asteella esiteollista aikaa lämpimämpi vuosikymmen. 

Eilen tietonsa julkaisi riippumaton tutkimusorganisaatio Berkeley Earth, jonka mukaan maa-alueet olivat vuonna 2020 globaalisti selvästi mittaushistorian lämpimimmät ja maa- sekä merialueet yhdistettyinä vuosi oli toiseksi lämpimin, lähes yhtä lämmin kuin ennätyslämmin vuosi 2016. Myöhemmin eilen tietonsa kertoivat myös Nasa ja NOAA. Nasan tiedoissa vuosi 2020 näyttäisi olleen koko mittaushistorian kuumin tai mittaustarkkuuden rajoissa jaetulla ykkössijalla vuoden 2016 kanssa. NOAA:lla viime vuosi yltää toiselle sijalle. Myös brittiläisten tutkimuslaitosten analyysissä vuosi 2020 oli globaalisti mittaushistorian toiseksi lämpimin tai jopa lämpimin, 1,28 ± 0,08 astetta esiteollista aikaa lämpimämpi.

Kaikilla tutkimuslaitoksilla vuosien 2020 ja 2016 lämpötilaero on korkeintaan 0,03 celsiusastetta. Maapallon keskilämpötila kuitenkin pystytään määrittämään kohtuullisen luotettavasti enintään 0,05 asteen tarkkuudella. Tämä tarkoittaa sitä, että käytännössä vuodet 2016 ja 2020 ovat virhemarginaalin rajoissa kaikkien mittausten mukaan likimain yhtä lämpimiä. Vuodet 2016 ja 2020 ovat siis lämpömittareilla mitattujen aikasarjojen mukaan parhaat ehdokkaat 1800-luvulta alkavan mittaushistorian lämpimimmiksi vuosiksi. Myös vuodesta 1979 alkaen satelliiteista tehdyt alailmakehän lämpömittaukset osoittavat samaa. RSS-satelliittimittausten mukaan vuosi 2020 oli lämpimin, hieman vuoden 2016 edellä. Sen sijaan UAH:n satelliittimittausten mukaan vuosi 2020 oli hiukan vuotta 2016 viileämpi.

Erityisesti maa-alueet ja varsinkin pohjoinen pallonpuolisko olivat ennätyslämpimiä

Nasan mukaan vuosi 2020 oli 1,02 celsiusastetta vertailukautta 1951-1980 lämpimämpi ja maapallon keskilämpötila on kohonnut noin 1,2 astetta 1800-luvun lopulta nykypäivään. Nasan mukaan arktinen alue on viimeisimmän 30 vuoden aikana lämmennyt yli kolme kertaa nopeammin kuin muut maapallon alueet.

NOAA:n mukaan tammikuu, toukokuu ja syyskuu olivat vuodesta 1880 alkavan mittaushistorian globaalisti lämpimimmät ko. kuukaudet. Maa- ja merialueet yhdistettyinä globaali keskilämpötila oli 0,98 ± 0,15 astetta 1900-luvun keskiarvoa korkeampi, vain 0,02 astetta ennätyslämmintä vuotta 2016 alempi. Jos katsotaan pelkkiä maa-alueita, vuosi 2020 oli koko mittaushistorian lämpimin, 1,59 ± 0,14 astetta 1900-luvun keskiarvon yläpuolella. Myös maa- ja merialueet yhdistettyinä vuosi oli mittaushistorian lämpimin, mikäli tarkastellaan pelkkää pohjoista pallonpuoliskoa. Eroa vertailukauteen oli 1,28 ± 0,15 astetta. Pohjoisella pallonpuoliskolla sekä maa- että merialueet olivat ennätyslämpimiä myös erikseen tarkasteltuina.

Vuotta 2016 lämmitti El Niño, vuonna 2020 oli melko neutraalit olosuhteet ja vuotta 2021 viilentää La Niña

Vuotta 2016 lämmitti yksi viime vuosisadan voimakkaimmista El Niño -ilmiöistä. Sen arvioidaan vaikuttaneen globaaliin keskilämpötilaan joitakin asteen kymmenysosia. Sen sijaan vuonna 2020 ENSO (El Niñon ja La Niñan vaihtelu) oli melko neutraalissa tilassa tai varsinkin vuoden jälkipuoliskolla noin elokuusta alkaen jopa viilentävän La Niñan puolella. Miten kuuma vuosi 2020 olisikaan ollut, jos luontaisessa vaihtelussa olisi sattunut koko kalenterivuoden ajan kestävä El Niño -ilmiö? Vuonna 2020 ENSO-mittari oli lievästi El Niñon puolella vain lyhyen aikaa vuoden alkupuoliskolla. Näin lämpimän vuoden esiintyminen ilman pitkäaikaista El Niñoa todennäköisesti antaa viitteitä ilmastonmuutoksen voimistumisesta. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että koko ajan tulisi uusia ennätyslämpimiä vuosia. Esimerkiksi vuodesta 2021 tullee viileämpi viime vuoden puolella käynnistyneen ja edelleen voimistuvan La Niña -ilmiön vaikutuksesta.

Ilman lämpötilasarjoihin tehtyjä korjauksia lämpeneminen näyttäisi todellista voimakkaammalta

Joskus ilmastoskeptikot ovat esittäneet kritiikkiä siitä, että tutkimuslaitokset ovat muokanneet varsinkin vanhojen mittareilla mitattujen lämpötilamittausten raakadataa. Tämä adjusointi tarkoittaa sitä, että tiedossa olevat esimerkiksi erilaisten mittareiden ja mittaustapojen aiheuttamat ongelmat on pyritty korjaamaan niin, että lukuarvot kokeellisten tutkimusten mukaan vastaisivat standardisoituja mittaustuloksia. Lisäksi globaalien lämpötilojen adjusoinnissa voidaan korjata laskennallisesti, jos joiltakin laajoilta alueilta puuttuu havaintoja. Eri tutkimuslaitosten globaalien aikasarjojen pienet erot johtuvatkin analyysimenetelmistä (interpolaatio) ja siitä, miten käsitellään niitä maapallon alueita, joilta havaintoja ei ole saatavilla. Tällaiset alueet joko jätetään kokonaan ottamatta huomioon, niillä käytetään apuna satelliittidataa (viimeisimmät vuosikymmenet) tai sovelletaan kokonaisvaltaista assimilaatiotekniikkaa. 

Menetelmäeroista huolimatta eri tutkimuslaitosten tulokset ovat hyvin lähellä toisiaan. Kun tarkastellaan globaalia lämpenemistä, havaintopisteiden määrällä ei edes ole kovin oleellista merkitystä, jos havaintopisteet ovat kyseistä aluetta hyvin edustavia. Itse asiassa adjusoitu eli korjattu lämpötila-aineisto näyttää vähemmän lämpenemistä kuin adjusoimaton raakadata. Siksi kritiikki siitä, että ilmastonmuutoksen vakavuutta olisi liioiteltu adjusoinnin avulla, on perusteetonta.

Vuosikymmenet koko ajan aiempaa lämpimämpiä, lämpeneminen kiihtynyt ja mittaushistorian seitsemän lämpimintä vuotta seitsemän viimeisimmän vuoden aikana

Vuosien 1880-2020 globaalien keskilämpötilojen poikkeama 1900-luvun keskiarvosta. Credit: NOAA National Centers for Environmental Information, State of the Climate: Global Climate Report for Annual 2020, published online January 2021, retrieved on January 15, 2021.


NOAA:n mukaan vuodesta 1880 alkavan mittaushistorian seitsemän lämpimintä vuotta on mitattu seitsemän viimeisimmän vuoden aikana. Mittaushistorian kymmenen lämpimintä vuotta on mitattu vuoden 2004 jälkeen. Vuosi 2020 oli 44. peräkkäinen vuosi, jolloin vuoden keskilämpötila oli 1900-luvun keskiarvon yläpuolella. Viimeksi keskiarvon alapuolelle on siis jääty vuonna 1976.

Edelleen NOAA:n mukaan vuosikymmen 2011-2020 oli koko mittaushistorian lämpimin vuosikymmen, 0,82 astetta 1900-luvun keskiarvon yläpuolella. Edellinen ennätys oli 0,62 astetta vuosina 2001-2010. Vuodesta 1880 nykypäivään lämpenemistä on tapahtunut 0,08 astetta vuosikymmenessä. Lämpenemistahti on kuitenkin kiihtynyt, sillä vuodesta 1981 nykypäivään se on ollut 0,18 astetta vuosikymmenessä eli hiukan yli kaksinkertainen.

Suurin osa ylimääräisestä lämmöstä kertyy meriin, joiden lämpösisältö on ollut viime vuosina ennätyksellisen korkea

Globaalisti yli 90 prosenttia maapallolle kertyvästä ylimääräisestä lämmöstä sitoutuu meriin. Vuonna 2020 merien lämpösisältö oli NOAA:n mukaan 1022 joulea. Mittaushistorian (1955-2020) kuusi suurinta merien lämpösisältöä on mitattu kuuden viimeisimmän vuoden aikana. Pohjoisella pallonpuoliskolla merien lämpösisältö oli vuonna 2020 ennätyksellinen, globaalisti NOAA:n mukaan toisella sijalla. Brittiläisessä selvityksessä merien globaali lämpösisältö oli vuonna 2020 ennätyskorkea. Myös jäätiköiden sulaminen on kiihtynyt ja merenpinnan nousu jatkunut. Vuodesta 1900 nykypäivään merenpinta on kohonnut 0,18-0,2 metriä.

Ennätyslämpimässä Euroopassa vuosien lämpenemistahti on nykyään yli kolminkertainen aiempaan verrattuna

Maanosakohtaisessa tarkastelussa vuosi 2020 oli ennätyslämmin Aasiassa ja Euroopassa sekä NOAA:n että Berkeley Earthin mukaan. NOAA:n tiedoissa Euroopan vuoden 2020 keskilämpötila oli 2,16 astetta 1900-luvun keskiarvoa korkeampi. Vuoden 2018 ennätys siis ylittyi 0,28 asteella. Nyt poikkeama 1900-luvun keskiarvosta nousi ensimmäistä kertaa kahden asteen yläpuolelle. Euroopan mittaushistorian seitsemän lämpimintä vuotta on koettu seitsemän viimeisimmän vuoden aikana. Kaikki kymmenen lämpimintä vuotta ovat olleet tällä vuosituhannella. Vuosi 2020 oli 24. peräkkäinen vuosi, jolloin vuoden keskilämpötila oli 1900-luvun keskiarvon yläpuolella. Vuodesta 1910 nykypäivään Euroopan vuosien keskilämpötilat ovat kohonneet keskimäärin 0,15 astetta vuosikymmenessä. Vuodesta 1981 nykypäivään lämpenemistahti on kuitenkin ollut yli kolminkertainen, 0,47 astetta vuosikymmenessä. 

Lue myös nämä

Vuosi 2020 oli kaikkien tutkimuslaitosten mukaan globaalisti mittaushistorian lämpimin tai toiseksi lämpimin vuosi

Päättynyt vuosikymmen oli globaalisti mittaushistorian lämpimin ja kuusi lämpimintä vuotta on koettu viimeisimmän kuuden vuoden aikana

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin Kouvolassa, Suomessa ja ehkä globaalistikin

torstai 14. tammikuuta 2021

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin 45 valtiossa ja maanosista sekä Euroopassa että Aasiassa

Globaalisti maa-alueet olivat selvästi mittaushistorian lämpimimmät

Vuosien 1850-2020 globaalien keskilämpötilojen poikkeamat esiteollisesta ajasta (vertailukausi 1850-1900) maa-alueilla. Harmaat pylväät esittävät 95 %:n luotettavuusrajoja.


Kalifornialainen voittoa tavoittelematon tutkimusorganisaatio Berkeley Earth julkaisi tänään tiedot vuoden 2020 globaaleista lämpötiloista. Berkeley Earth perustettiin vuonna 2013 tekemään virallisista ilmastontutkimuslaitoksista riippumatonta ilmaston seurantaa, koska tietyt tahot väittivät virallisten tutkimustulosten olevan vääristeltyjä. Aluksi ilmastoskeptikot ja ilmastodenialistit ylistivät tätä riippumatonta tutkimusta, kunnes selvisi, että myös Berkeley Earthin tulosten mukaan ilmastonmuutos etenee voimakkaasti. 

Berkeley Earth kertoo käyttävänsä lämpötila-aineistossaan suurempaa määrää säähavaintoasemia kuin mikään muu tutkimuslaitos. Vuodelta 2020 Berkeley Earth analysoi 19 000 sääaseman tiedot ja 19 miljoonaa havaintoa valtameristä.

Vuosi 2020 oli Berkeley Earthin analysoimien tietojen mukaan globaalisti maa-alueilla selvästi mittaushistorian lämpimin vuodesta 1850 alkavissa kattavissa tilastoissa, lähes kaksi celsiusastetta (1,96 ± 0,04 °C) esiteollista aikaa lämpimämpi. Edellinen ennätys oli vuonna 2016 mitattu 1,88 asteen ero esiteolliseen aikaan.

Jäättömät merialueet olivat vuonna 2020 esiteolliseen aikaan verrattuna yli 0,8 astetta lämpimämpiä (0,82 ± 0,06 °C). Tämä on merien lämpötilastoissa neljännellä sijalla. Neljä lämpimintä vuotta ovat kuitenkin lähes yhtä lämpimiä, eikä niitä voi varmuudella erottaa toisistaan.


Mittaushistorian kolme lämpimintä vuotta 2016, 2019 ja 2020 ovat lähes yhtä lämpimiä

Vuosien 1850-2020 globaalien keskilämpötilojen (maa- ja merialueet yhdistetty) poikkeamat esiteollisesta ajasta (vertailukausi 1850-1900). Harmaat pylväät esittävät 95 %:n luotettavuusrajoja. Credit: Berkeley Earth.


Kun sekä maa- että merialueet otetaan huomioon, vuosi 2020 oli lähes yhtä lämmin kuin ennätyslämmin vuosi 2016. Eroa on vain 0,022 astetta, mikä on vähemmän kuin vuoden 2020 globaalien lämpötilamittausten epävarmuus 0,045 astetta. Käytännössä vuosien 2016 ja 2020 voidaan siis sanoa olevan jaetulla ykkössijalla mittaushistorian lämpimimpien vuosien joukossa. Myös vuosi 2019 oli lähes yhtä lämmin, noin 0,02 astetta vuotta 2020 viileämpi. 

Mittaushistorian lämpimimmät vuodet Berkeley Earthin mukaan. Vuosista on esitetty keskilämpötilan poikkeama verrattuna esiteolliseen aikaan (1850-1900) ja keskilämpötilan epävarmuus. Lämpimimmät vuodet 2016, 2020 ja 2019 ovat lähes yhtä lämpimiä. Credit: Berkeley Earth.

Vuodesta 1850 alkavan mittaushistorian kuusi lämpimintä vuotta on koettu kuudennen viimeisimmän vuoden aikana

Vuosi 2020 oli 1,27 astetta esiteollista aikaa lämpimämpi ja 0,94 astetta vertailukautta 1951-1980 lämpimämpi. Vuonna 2020 jokainen kalenterikuukausi oli ainakin 1,05 astetta esiteollista aikaa lämpimämpi. Kuusi kuukausista sijoittui koko mittaushistorian kuukausikohtaisten lämpötilatilastojen ykkössijalle: huhtikuu, toukokuu, kesäkuu, heinäkuu, syyskuu ja marraskuu. Koko mittaushistorian kuusi lämpimintä vuotta on koettu viimeisimmän kuuden vuoden aikana.


Vuosien 2010-2020 sijoitus vuodesta 1850 alkavan mittaushistorian lämpimyystilastoissa. Anomalia tarkoittaa vuoden keskilämpötilan eroa esiteollisen ajan (1850-1900) keskilämpötilaan verrattuna. Vuosien anomalioista on merkitty myös 95 %:n luotettavuusrajat sen mukaan, kuinka varmoja kyseisen vuoden lämpötilastot ovat. Epävarmuutta esiteollisen ajan keskilämpötilassa ei ole otettu huomioon.

 
Vuonna 2020 globaalista maa-alasta kymmenesosa oli ennätyslämmintä aluetta eikä missään ollut ennätyskylmää

Vuonna 2020 noin 87 % maapallon pinta-alasta oli selvästi lämpimämpi kuin vertailukaudella 1951-1980. Noin 12 % pinta-alasta oli likimain yhtä lämmin kuin vertailukaudella ja vain 1,3 % oli selvästi vertailukautta viileämpi. Vuoden keskilämpötila oli ennätyslämmin 10 %:lla maapallon pinta-alasta. Missään vuoden keskilämpötila ei ollut ennätyskylmä.

Vuosi 2020 oli ennätyslämmin 10 %:lla maapallon maa-alasta (tummin punainen väri). Missään en ollut ennätyskylmää. Credit: Berkeley Earth.

Euroopassa ja varsinkin Aasiassa oli ennätyslämmintä, minkä seurauksena Koillisväylä oli avoinna ennätyksellisen pitkään

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin sekä Euroopassa että Aasiassa. Erityisesti Pohjois-Aasiassa oli ennätyksellisen lämmintä. Venäjällä oli lähes neljä astetta esiteollista aikaa lämpimämpää ja edellinen vuoden keskilämpötilaennätys ylittyi 1,2 asteella. Siperiassa vuoden keskilämpötila oli lähes viisi astetta esiteollisen ajan yläpuolella, lämpimimmissä paikoissa jopa yli  seitsemän astetta lämpimämpi. Tämä edisti ikiroudan sulamista. Koillisväylä oli avoinna ennätyksellisen pitkään, noin 3,5 kuukautta. Ennen vuotta 2005 oli hyvin harvinaista, että Koillisväylällä päästiin kulkemaan.


Koillisväylän eli Pohjoisen meritien kulkukelpoisuus Atlantilta Pohjoisen jäämeren kautta Tyynelle valtamerelle (siniset vaakapylväät). Vuonna 2020 Koillisväylä oli auki ennätyksellisen pitkään (punainen vaakapylväs). Tulokset perustuvat satelliittimittauksiin. Kulkukelpoisuus on määritelty siten, että kulkureitistä korkeintaan 15 % saa olla merijään peitossa. Credit: Berkeley Earth.

Vuosi 2020 oli ennätyksellisen lämmin 45 valtiossa

Yksittäisistä valtioista uusi vuoden keskilämpötilaennätys tehtiin 45 valtiossa: Andorra, Antigua ja Barbuda, Argentiina, Belgia, Belize, Bolivia, Djibouti, Dominica, Fiji, Gambia, Guatemala, Guinea-Bissau, Honduras, Jamaika, Japani, Kolumbia, Kongon demokraattinen tasavalta, Kuuba, Latvia, Liettua, Luxemburg, Malediivit, Marshallinsaaret, Meksiko, Mikronesian liittovaltio, Moldova, Nauru, Peru, Ranska, Ruotsi, Saint Kitts ja Nevis, Senegal, Seychellit, Sierra Leone, Salomoninsaaret, Somalia, Suomi, Taiwan, Tuvalu, Ukraina, Valko-Venäjä, Vanuatu, Venezuela, Venäjä ja Viro. Berkeley Earthin käyttämissä lämpötilatiedoissa suurimmat valtiokohtaiset poikkeamat vertailukauteen 1951-1980 verrattuna olivat Venäjällä (+3,6 astetta), Virossa (+3,4 astetta), Latviassa (+3,3 astetta) ja Suomessa (+3,2 astetta).


Pariisin ilmastosopimuksen lämpötilarajat lähestyvät

Vuosien globaalit keskilämpötilat (siniset pisteet) ja kymmenen vuoden liukuva keskiarvo (punainen käyrä). Keskiarvoa on siis liu'utettu eteenpäin niin, että joka vuosi on laskettu keskiarvo uudelleen viimeisimmän kymmenen vuoden ajalta. Näin sään luontainen vuosien välinen lyhytaikaisvaihtelu on saatu hieman tasoittumaan ja pitkän aikavälin trendi näkymään paremmin. Katkoviivalla on jatkettu vuodesta 1980 alkaen havaittua lämpenemistrendiä eteenpäin. Credit: Berkeley Earth.

Vuodesta 1980 alkaen maapallo on lämmennyt hyvin tasaisesti noin 0,19 astetta vuosikymmenessä. Nykyisellä kehityksellä maapallon pitkän aikavälin keskilämpötila tulee nousemaan 1,5 astetta yli esiteollisen ajan (vertailukausi 1850-1900) noin vuoteen 2035-2037 mennessä ja 2 astetta noin vuoteen 2063-2065 mennessä. Yksittäisen kalenterivuoden keskilämpötila tulee olemaan 1,5 astetta yli esiteollisen ajan jo selvästi aiemmin kuin vuonna 2035. Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteena on se, ettei maapallon pitkän aikavälin keskilämpötila nouse yli 1,5 astetta tai ei ainakaan yli 2 astetta esiteollisesta ajasta. Koska ihmiskunnan toimintojen tuottamat kasvihuonekaasupäästöt lämmittävät maapalloa, niitä on vähennettävä merkittävästi hyvin pian, jos halutaan pysyä Pariisin ilmastosopimuksen mukaisesti korkeintaan kahden asteen lämpenemisessä.

Ennätyslämmintä vuotta 2016 lämmitti vuosien 2015-2016 voimakas El Niño -ilmiö, joka itse asiassa sijoittuu voimakkaimpien El Niño -ilmiöiden listauksessa jaetulle ykkössijalle. Sen sijaan vuosi 2020 sekä alkoi että päättyi kohtalaisen voimakkaalla La Niña -ilmiöllä, joka viilensi lämpötiloja jonkin verran. Berkeley Earthin mukaan se, että vuosi 2020 oli likimain yhtä lämmin kuin ennätyksellisen El Niñon osaltaan lämmittämä vuosi 2016, toimii hyvänä esimerkkinä ilmastonmuutoksen etenemisen voimakkuudesta. 

Viilentävä La Niña todennäköisesti vaikuttaa hyvin selvästi vuonna 2021. Berkeley Earthin ennusteen mukaan on kuitenkin lähes varmaa, että vuosi 2021 tulee sijoittumaan mittaushistorian kymmenen lämpimimmän vuoden joukkoon. Noin 50 %:n todennäköisyydellä vuosi 2021 sijoittuu korkeintaan mittaushistorian viidenneksi lämpimimmäksi. On vain muutaman prosentin todennäköisyys, että vuodesta 2021 voisi tulla mittaushistorian lämpimin. Itse asiassa vuosi 2021 tulee todennäköisesti olemaan yksi tämän vuosikymmenen viileimmistä vuosista.

Lähteet

Berkeley Earth: Global Temperature Report for 2020

Berkeley Earth: Berkeley Earth 2020 Global Temperature Update (Press Release)

Lue myös nämä

Päättynyt vuosikymmen oli globaalisti mittaushistorian lämpimin ja kuusi lämpimintä vuotta on koettu viimeisimmän kuuden vuoden aikana

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin Kouvolassa, Suomessa ja ehkä globaalistikin

perjantai 8. tammikuuta 2021

Päättynyt vuosikymmen oli globaalisti mittaushistorian lämpimin ja kuusi lämpimintä vuotta on koettu viimeisimmän kuuden vuoden aikana

Vuosi 2020 oli globaalisti mittaustarkkuuden rajoissa yhtä lämmin kuin aiempi ennätyslämmin vuosi 2016, jolloin vaikutti voimakas El Niño

Vuosien 1970-2020 globaalit keskilämpötilat kahden metrin korkeudella verrattuna esiteolliseen aikaan (vasen pystyasteikko) ja vertailukauteen 1981-2010 (oikea pystyasteikko) eri lämpötilasarjojen mukaan: punaisilla pylväillä ERA5 (ECMWF Copernicus Climate Change Service, C3S), erivärisillä pisteillä GISTEMPv4 (NASA), HadCRUT5 (Met Office Hadley Centre), NOAAGlobalTempv5 (NOAA), JRA-55 (Japanin ilmatieteen laitos) ja Berkeley Earth. Credit: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.


Eurooppalainen Copernicus Climate Change Service on tänään julkaissut yhteenvedon vuoden 2020 säätiedoista. 

Globaalisti vuosi 2020 on lämpöennätystilastoissa lähes yhtä lämmin mittaushistorian lämpimimmän vuoden 2016 kanssa. Erityisen huomionarvoista tässä on se, että viime vuonna korkea lämpötila saavutettiin viilentävästä La Niña -ilmiöstä huolimatta, kun taas vuonna 2016 vallitsi erittäin voimakas lämmittävä El Niño -ilmiö.

Vuosi 2020 oli 0,6 astetta lämpimämpi kuin vertailukausi 1981-2010 ja 1,25 astetta lämpimämpi kuin esiteollinen aika (vertailukausi 1850-1900). Vuosi 2016 puolestaan oli 1,26 astetta esiteollista aikaa lämpimämpi, joten mittaustarkkuuden rajoissa vuodet 2016 ja 2020 olivat käytännössä yhtä lämpimiä. Kolmanneksi lämpimin on ollut vuosi 2019, joka oli 1,18 astetta esiteollista aikaa lämpimämpi.

Osissa arktista aluetta ja Pohjois-Siperiaa vuoden 2020 keskilämpötila oli noin kolme astetta tai paikoin jopa yli kuusi astetta vertailukauden 1981-2010 yläpuolella ja suurin kuukausittainen poikkeama yli kahdeksan astetta. Kaikki kuusi viimeisintä vuotta 2015-2020 ovat olleet globaalisti poikkeuksellisen lämpimiä. 

Päättynyt vuosikymmen oli mittaushistorian lämpimin ja ensimmäinen yli asteella esiteollista aikaa lämpimämpi vuosikymmen

Mittaushistorian lämpimin vuosikymmen on ollut 2011-2020. Samalla tämä oli ensimmäinen vuosikymmen, joka oli yli asteella esiteollista aikaa lämpimämpi.

Vuosikymmenten globaalit keskilämpötilat kahden metrin korkeudella verrattuna IPCC-määritelmän mukaiseen esiteolliseen aikaan eri lämpötilasarjojen mukaan: ERA5 (ECMWF Copernicus Climate Change Service, C3S), GISTEMPv4 (NASA), HadCRUT5 (Met Office Hadley Centre), NOAAGlobalTempv5 (NOAA), JRA-55 (Japanin ilmatieteen laitos) ja Berkeley Earth. Credit: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.


Euroopassa mittaushistorian lämpimin vuosi

Euroopassa vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin, 0,4 astetta lämpimämpi kuin edellinen ennätyslämmin vuosi 2019 ja 1,6 astetta lämpimämpi kuin vertailukausi 1981-2010. Koko vuoden lisäksi vuodenajoista talvi 2019-2020 ja syksy 2020 olivat ennätyslämpimiä. Talvi (joulukuu 2019 - helmikuu 2020) oli lähes 1,4 astetta lämpimämpi kuin edellinen ennätyslämmin talvi 2015-2016 ja syksy (syyskuu-marraskuu 2020) 0,4 astetta edellistä ennätyslämmintä syksyä 2006 lämpimämpi. Länsi-Euroopassa oli merkittävä helleaalto heinäkuun lopulta elokuun alkupuolelle. Myös neljä Euroopan seuraavaksi lämpimintä vuotta on viime vuosikymmeneltä. 

Koronasuluista huolimatta ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvoi myös vuonna 2020 ja vuoden keskiarvo ylitti ensimmäistä kertaa 410 ppm:n rajan

Ylemmässä diagrammissa on esitetty satelliiteista mitattu kuukausittainen globaalin hiilidioksidipitoisuuden keskiarvo (ppm, miljoonasosaa). Alemmassa diagrammissa näkyy vuotuinen hiilidioksidipitoisuuden kasvunopeus (ppm/vuosi). Suluissa on epävarmuusarvio. Esimerkiksi vuonna 2020 kasvunopeus oli siis 2,3 ± 0,4 ppm eli 1,9-2,7 ppm. Vuosien 2015 ja 2016 suureen kasvunopeuteen vaikutti osaltaan El Niño -ilmiö. Vuoden 2020 arvo on alustava ennakkotieto. Credit: University of Bremen for Copernicus Climate Change Service and Copernicus Atmosphere Monitoring Service/ECMWF

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus jatkoi kasvuaan myös vuonna 2020. Lisäystä oli noin 2,3 ppm (2,3 ± 0,4 ppm), vain hieman vähemmän kuin edellisenä vuonna (2,5 ± 0,2 ppm). Vuoden 2020 hiilidioksidipitoisuuden globaali maksimikeskiarvo 413,1 ppm mitattiin toukokuussa. Koko vuoden globaali keskiarvo oli 411,4 ppm. Vuoden keskiarvo siis ylitti ensimmäistä kertaa 410 ppm:n rajan.

Lähde

Copernicus: 2020 warmest year on record for Europe; globally, 2020 ties with 2016 for warmest year recorded

Lue myös tämä

Vuosi 2020 oli mittaushistorian lämpimin Kouvolassa, Suomessa ja ehkä globaalistikin

tiistai 5. tammikuuta 2021

Miksi näemme kasvien lehdet vihreinä?

Eri aallonpituuksien heijastuvuus rauduskoivun vihreistä lehdistä (yhtenäinen musta viiva) ja rauduskoivun keltaisista lehdistä (punainen katkoviiva). Sinisen valon aallonpituus on noin 400–490 nm, vihreän 500–570 nm ja punaisen 640–700 nm. Kuva muokattu lähteestä Olli Virtanen, Emanuella Constantinidou & Esa Tyystjärvi (2020), Chlorophyll does not reflect green light – how to correct a misconception, Journal of Biological Education.

Viherhiukkasissa oleva lehtivihreä eli klorofylli (klorofylli-a ja klorofylli-b) pystyy sitomaan parhaiten sinisen ja punaisen värin aallonpituusalueita ja huonommin vihreää. Tämän perusteella oppikirjoissa ja muussa tietokirjallisuudessa selitetään usein, että kasvien lehdet näyttävät vihreiltä siksi, että vihreän värin aallonpituusalue heijastuu pääosin pois kasvien lehtivihreämolekyyleistä. Juuri julkaistun suomalaisen tutkimuksen mukaan väite on kuitenkin osoittautunut virheelliseksi myytiksi, joka ei pidä paikkaansa. Tämän yleisen virhekäsityksen alkuperästä ei ole selvyyttä.

Tutkimuksessa verrattiin vihreiden lehtien heijastusspektriä saman lajin keltaisiin lehtiin (rauduskoivulla) tai valkoisiin lehtiin (ohralla). Tulosten mukaan lehtivihreättömät lehdet itse asiassa heijastavat vihreää valoa tehokkaammin kuin saman lajin vihreät lehdet. Lehtien vihreä väri johtuukin ensisijaisesti sinisen ja punaisen valon absorboitumisesta eli imeytymisestä lehtivihreään, ei lehtivihreän heijastamasta vihreästä valosta. 

Kasvit sisältävät myös karotenoideja, oranssinkeltaisia väriaineita (lat. carota = porkkana), jotka absorboivat sinivihreää valoa. Kaiken kaikkiaan maakasvit absorboivatkin vihreää valoa vain 20–30% vähemmän kuin punaista tai sinistä valoa. Myös vihreää valoa käytetään fotosynteesissä. Erityisen merkittävää se on kasvillisuuskerrosten alaosissa kasvaville lajeille ja syvällä lehden sisällä oleville soluille, koska ylemmät kerrokset ovat jo tehokkaasti absorboineet sinistä ja punaista valoa.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että kasvien lehdet ovat vihreitä, koska lehtivihreä absorboi vihreää valoa huonommin kuin punaista tai sinistä valoa. Siksi vihreällä valolla on suurempi todennäköisyys hajaheijastua soluseinistä kuin punaisella tai sinisellä valolla. Tässä hajaheijastumisessa kasvisolujen soluseinän selluloosalla voi olla merkittävä osuus. Lehtivihreämolekyylit eivät heijasta valoa.

Lähde

Olli Virtanen, Emanuella Constantinidou & Esa Tyystjärvi (2020): Chlorophyll does not reflect green light – how to correct a misconception, Journal of Biological Education, DOI: 10.1080/00219266.2020.1858930.

Lue myös tämä

Myytti kattojen lumikuorman merkittävästä kasvamisesta suojasäällä elää sitkeänä