Suomen ja koko maailman kylmyysennätykset

Suomen pakkasennätys on -51,5 astetta

Suomi sijaitsee niin pohjoisessa, että meillä on - ja tulee aina olemaan - pakkasjaksoja riippumatta siitä, kuinka ilmastonmuutos etenee. Suomen mittaushistorian kylmin lämpötila -51,5 astetta mitattiin Pokan kylässä Kittilässä 28. tammikuuta 1999. Silloin Pohjois- ja Keski-Lapissa oli noin viikon ajan 45-50 asteen pakkasia. Kovin Kouvolan Utissa mitattu pakkanen puolestaan on -37,3 astetta (9. tammikuuta 1987).

Suomen talvilämpötiloihin vaikuttaa merkittävästi Pohjoisnapaa ympäröivä polaaripyörre, joka pitää kylmän ilman napa-alueella. Polaaripyörteen hajoaminen tarkoittaa sitä, että kylmää ilmaa pääsee kulkeutumaan kohti etelää. Tällä hetkellä polaaripyörre saattaa olla hajoamassa, mikä ennustaisi meille kovia pakkasia. Polaaripyörteestä ja sen vaikutuksesta Suomen säähän kannattaa lukea meteorologi Joanna Rinteen hyvä kirjoitus.

Talvisäähämme vaikuttaa myös NAO-värähtely (North Atlantic Oscillation, Pohjois-Atlantin oskillaatio), joka liittyy Islannin ja Azorien ilmanpaine-eroihin. Mitä suurempi ilmanpaine-ero niiden välillä on (= positiivinen NAO-indeksi: Islannissa syvä matalapaine, Azoreilla voimakas korkeapaine), sitä voimakkaampia meillä ovat läntiset ilmavirtaukset (matalapaineet kulkevat pohjoista reittiä). Tällöin meillä siis vallitsee mereinen, lauha ja kostea ilma. Kun NAO-indeksi on negatiivinen (Azorien korkeapaine heikompi), matalapaineet siirtyvät etelämmäksi, jolloin meille virtaa kylmää ilmaa pohjoisesta.

Negatiivisen NAO-indeksin vuosina meillä on siis tavallista kylmempiä talvia ja positiivisen NAO-indeksin vuosina keskimääräistä lämpimämpiä talvia. Monet tutkijat ovat sitä mieltä, että NAO on osa ilmakehän suurempaa ilmiötä, arktista oskillaatiota eli värähtelyä (AO). NAO-indeksiä voidaan ennustaa tarkasti vain pari viikkoa etukäteen (jolloin on kyse lähinnä vallitsevia sääoloja kuvaavasta indeksistä), mutta laajemmassa (epätarkemmassa) mittakaavassa NAO-heilahduksen kesto vaihtelee 2-10 vuoden välillä. Tällä perusteella voidaan olettaa peräkkäisten talvien olevan keskimäärin hyvin samankaltaisia, joskin todellisiin säätilanteisiin vaikuttavat myös monet muut asiat.

Koko maailman virallinen pakkasennätys on -89,2 astetta, mutta satelliitista on mitattu -93,2 astetta

Koko maapallon virallinen kylmyysennätys -89,2 astetta mitattiin Etelämantereen Vostok-sääasemalla 21. heinäkuuta 1983. Aiempi ennätys oli -88,3 astetta (24. elokuuta 1960). Etelämantereella kylmimmät lukemat havaitaan heinä-elokuussa, jolloin eteläisellä pallonpuoliskolla on talvi. WMO:n viralliset ennätystilastot alkavat vuodesta 1912.

Satelliitista mitattu maapallon pakkasennätys -93,2 astetta on havaittu Etelämantereen Dome Valkyrielta Kuningatar Maudin maalta 10. elokuuta 2010 lähes neljän kilometrin korkeudella olevalta jäätiköltä. Image Credit: Ted Scambos, National Snow and Ice Data Center.

NASA:n ja NSIDC:n mukaan satelliitista on mitattu -93,2 astetta Etelämantereen Dome Valkyrielta Kuningatar Maudin maalta 10. elokuuta 2010 lähes neljän kilometrin korkeudella olevalta jäätiköltä. Satelliiteista tehtyjä mittauksia ei kuitenkaan hyväksytä WMO:n virallisiin ennätystilastoihin, koska tekniikka ei ole yhtä vakiintunutta kuin perinteisillä mittareilla tehdyissä mittauksissa.

Pilvettömän, kirkkaan ja kuivan sään vallitessa lämpösäteily katoaa maan pinnalta nopeasti avaruuteen. Kaikkein kylmimmät kohdat syntyvät vuorten rinteillä oleviin notkelmiin, joihin kylmä, tiheä ilma painautuu. Etelämantereen itäosien korkeilta alueilta löytyikin satelliittimittauksissa tuhat kilometriä pitkä kaistale, jolta mitattiin 92-93 pakkasasteen lukemia. Kylmimmät lämpötilat saatiin Dome Argusin ja Dome Fujin väliltä noin 5 x 10 kilometriä kokoisista painanteista, joiden syvyys oli 2-4 metriä. Useilla näistä kylmistä alueista saavutetaankin lähes joka vuosi yli 90 pakkasasteen lukemia.

Aiheuttaako arktisen alueen lämpeneminen Suomeen kylmän talven?

Suomen kannalta asia on erityisen mielenkiintoinen siksi, että joidenkin tutkijoiden mukaan lämmin arktinen alue lisää kylmän talven todennäköisyyttä sekä Pohjois-Euroopassa että Pohjois-Aasiassa.

Vuonna 2010 julkaistun tutkimuksen mukaan ilmaston lämpeneminen voi edistää kylmiä talvia tietyillä alueilla ilmastonmuutoksen alkuvaiheessa. Tutkijat Vladimir Petuhov (Petoukhov) ja V. A. Semenov Potsdamin ilmastovaikutusten tutkimuskeskuksesta (Potsdam Institute for Climate Impact Research) ovat seuranneet Jäämeren itäosia (Barentsinmeri ja Karanmeri). Kun Jäämeren itäosien jääpeite vähenee ilmastonmuutoksen myötä, merestä pääsee vapautumaan entistä enemmän lämpöä, mikä lämmittää ilmaa. Tämä puolestaan aiheuttaa ilmavirtausten muuttumisen, jolloin kylmät talvet Euroopassa ja Pohjois-Aasiassa yleistyvät. Äärimmäisen kylmien talvien todennäköisyys kasvaa kolminkertaiseksi. Kylmistä talvista on syytetty joskus auringon heikkoa säteilyä ja joskus Golfvirran heikentymistä, mutta tutkijoiden mukaan merijään vähenemisen ja kylmien talvien välinen korrelaatio on huomattavasti selvempi.

”Lämmin arktinen alue, kylmät mantereet” -ilmiö on fysikaalisesti täysin mahdollinen. Luontainen sään vaihtelu kuitenkin jatkuu, joten yksittäisestä talvesta on mahdotonta ennustaa yhtään mitään. Yksittäinen talvi voi olla kylmä tai lämmin, vaikka kylmien talvien todennäköisyys keskimäärin kasvaisikin. Lisäksi on huomattava, että kyseinen tutkimus perustui vain yhteen ilmastomalliin.

Vuonna 2012 julkaistun Jennifer A. Francisin ja Stephen J. Vavrusin tutkimuksen mukaan arktisen alueen lämpeneminen pienentää pohjois-eteläsuuntaista lämpötilavaihtelua, mikä taas vaikuttaa Rossbyn aaltoihin eli suihkuvirtauksen mutkiin. Vyöhyketuulet heikkenevät ja aaltojen amplitudi kasvaa, jolloin Rossbyn aallot kehittyvät eri tavoin kuin tavallisesti. Näin tapahtuu erityisesti syksyllä ja talvella sellaisessa tilanteessa, jossa merijäätä on tavallista vähemmän.

Suihkuvirtauksen vyöhyke ei siis muutu pohjoisemmaksi, vaan se tekee entistä jyrkempiä mutkia (etelä-pohjoinen -ulottuvuus kasvaa), jolloin Rossbyn aaltoja kehittyy idässä hitaammin ja jolloin aallot ovat entistä jyrkempiä. Tämä johtaa pysyvämpiin sääilmiöihin, jolloin esimerkiksi talven kylmyys tai kesän kuivuus, tulvat ja helleaallot voivat olla pitkäkestoisempia. Pohjois-eteläsuunnassa siis lämpötilaerot pienenevät, koska suihkuvirtaus tekee entistä syvempiä aaltoja kohti pohjoista ja etelää, jolloin seurauksena on länsi-itäsuuntaisten tuulten heikkeneminen. Ylemmän tason länsituulet ovatkin tutkimuksen mukaan heikentyneet 14 prosenttia vuoden 1979 jälkeen.

Isot pohjois-eteläsuuntaiset Rossbyn aallot siis liikkuvat hitaammin kohti itää, jolloin säätyyppi on entistä pysyvämpi. Muodostuu esimerkiksi ns. sulkukorkeapaineita. Toisella alueella on pysyvä kylmä ilmamassa ja toisella alueella taas lämmin. Sää vaihtelee siis entistä vähemmän, ja vallitseva säätyyppi pysyy paikallaan pitkään.

Rossbyn aaltojen tarkka sijainti kuitenkin riippuu muista tekijöistä, kuten El Niñosta ja luonnollisesta arktisesta oskillaatiosta. Talven säätyyppi saattaa olla meillä hyvin pysyvä, mutta aaltojen sijainnista riippuen se voi olla arktisen kylmä tai mahdollisesti myös eteläisen lämmin. Kun arktista merijäätä on vähän, Suomi jää todennäköisemmin aaltojen kylmälle puolelle. Voidaan siis väittää, että voimakkaan ilmastonmuutoksen alkuvaiheessa ilmaston lämpeneminen tekee Suomen talvista ajoittain entistä kylmempiä, kun talven "lämpöaallot" arktisella alueella yleistyvät ja muuttuvat entistä pitkäkestoisemmiksi.

Kaikki meteorologit eivät ole yksimielisiä siitä, että arktinen alue vaikuttaisi näin voimakkaasti säätiloihin etelämpänä. NOAA:n valtameritutkija Jim Overland on sanonut näin: ”Ihmiset pitävät suorista syy-seuraussuhteista, kuten että jäättömyys aiheuttaa joka vuosi samanlaiset vaikutukset. Ilmakehän kaoottinen luonne kuitenkin tarkoittaa sitä, että tutkijat voivat suurella luotettavuudella sanoa vain sen, että 'sään ääri-ilmiöiden määrä lisääntyy jossakin' arktisen alueen ilmaston nopean muuttumisen seurauksena.”

Tutkimusprofessori Timo Vihma Ilmatieteen laitokselta teki taannoin yhteenvedon eri tutkimuksista. Tiivistelmänä Vihma totesi, että arktisen merijään väheneminen näyttää suosivan kylmiä itätuulia Suomessa ja arktisen alueen lämpeneminen pysyviä säätyyppejä Suomen syys- ja talviaikaan. Muutkin tekijät kuitenkin vaikuttavat kiertoliikkeisiin. Ilmastomallit pystyvät pääosin simuloimaan nämä kaikki mainitut tekijät, mutta siitä huolimatta mallit ennustavat Suomen talvien lämpenevän ilmastonmuutoksen myötä. Arktisen merijään vähenemisen vaikutus ei näytä dominoivan ilmastonmuutokseen verrattuna. Esimerkiksi arktisen merijään erityisen pientä pinta-alaa syksyllä 2007 seurasi vähäluminen ja lämmin talvi. Sään luontainen vaihtelu kylmine ja lämpimine talvineen siis jatkuu lämpenemistrendistä huolimatta.

Tutkija, tohtori Jouni Räisänen on tiivistänyt asian näin: "Asia erikseen on, kuinka tärkeää Jäämeren jään väheneminen on kaikkiin niihin muihin tekijöihin (esim. meriveden lämpötilan vaihtelut matalammilla leveysasteilla, kasvihuonekaasu- ja pienhiukkaspitoisuuksien muutokset, auringon aktiivisuuden vaihtelu, ilmakehän itsensä synnyttämä puhdas satunnaisvaihtelu) verrattuna, jotka myös vaikuttavat ilmakehän kiertoliikkeeseen. Vaikka joitakin mallisimulaatioita on tehty, tämä asia tunnetaan vielä aika huonosti. -- Kuten jo yllä todettiin, ilmakehän kiertoliikkeeseen vaikuttaa monia muitakin asioita, jotka voivat hyvin peittää Jäämeren jääolojen vaikutuksen alleen. Esimerkiksi edellistä, syksyllä 2007 sattunutta jääpeitteen vähyysennätystä seurannut talvi 2007-2008 oli Suomessa voimakkaiden länsituulten myötä ennätyksellisen leuto. -- Lisäksi pakkasia ja helteitä pohdittaessa on syytä muistaa meneillään oleva kasvihuoneilmiön voimistuminen, joka jo sinällään muuttaa kylmiä jaksoja leudommiksi ja lämpimiä kuumemmiksi, riippumatta Jäämeren jään vähenemisen tuomasta lisämausteesta."

Lue myös nämä

Maapallon uusi kaikkien aikojen kylmyysennätys, -93,2 astetta?

Vuorokauden lumisade-ennätys

Puolalaismeteorologien talven 2010-2011 outo sääennuste: kylmin talvi 1000 vuoteen

Maapallon ilmasto näyttää viilentyneen koko elämäni ajan!