Maapallon ilmasto tulevaisuudessa

Paitsi maapallonlaajuisena lämpenemisenä, ilmastonmuutos näkyy alueellisina lämpötilan, sateisuuden ja tuulisuuden muutoksina sekä valtameren pinnan nousuna. Mikäli kasvihuonekaasupäästöjä ei merkittävästi rajoiteta, riski suuriin, nykyistä ilmastojärjestelmää merkittävästi muuttaviin äärimmäisiin ilmaston muutoksiin kasvaa.

Ilmastonmuutos riippuu kasvihuonekaasupäästöistä

Teollisen vallankumouksen alkamisen jälkeen ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöt ovat vaikuttaneet ilmastoa lämmittävästi. Aluksi muutos oli hidas, mutta 1900-luvun jälkipuolella tahti kiihtyi. Muutos näkyy mm. maapallon keskilämpötilan nousuna. Käynnissä oleva maapallon lämpeneminen jatkuu lähivuosikymmeninä. Kuinka paljon ja kuinka pitkään lämpeneminen jatkuu, riippuu suurelta osin kasvihuonekaasujen päästöistä.

Tulevaisuudessa maapallon keskilämpötilan ennustetaan edelleen jatkavan nousuaan. Kasvihuonekaasujen päästöjä leikkaamalla lämpenemistä voidaan aikaa myöten hidastaa, mutta päästörajoitusten vaikutus tuntuu selvemmin vasta tämän vuosisadan loppupuolella.

Tulevaisuuden ilmastoa arvioidaan ilmastomalleilla

Tulevaisuuden ilmastoa voidaan arvioida ilmastomallilaskelmien avulla. Tässä esityksessä ilmastoennusteitten pohjana on käytetty noin 20 mallia, joiden avulla tarkastellaan ilmaston muuttumista varsinkin lähimmän sadan vuoden aikana. Valtaosin tulokset perustuvat vuonna 2007 ilmestyneen IPCC-raportin antiin.

Tutkimusten perusteella mallit näyttäisivät olevan käyttökelpoisempia ennustettaessa lämpötilojen kuin esimerkiksi sademäärien muutoksia. Myrskyjen ja muiden sään ääri-ilmiöiden ennustaminen on niille vieläkin vaikeampaa. Vastaavasti on helpompaa ennustaa muutoksia koko maapallon mittakaavassa kuin pienemmille alueille, koska jälkimmäisillä luonnollinen vaihtelu paljolti vielä peittää ilmastonmuutossignaalin. [1]

Maapallon keskilämpötila nousee

Maapallon lämpeneminen on jo lähtenyt käyntiin. Käynnistynyttä lämpötilan nousua on mahdotonta ainakaan nopeasti pysäyttää, koska valtameret toimivat ilmastojärjestelmässä valtavina lämpöpuskureina. Merien lämpeneminen seuraa siksi kasvihuonekaasujen pitoisuuksien nousua useamman vuosikymmenen viiveellä.

Mallit ennustavat maapallon keskilämpötilan jatkavan nousuaan lähivuosikymmeninä noin 0,2 asteella kymmenessä vuodessa, joskaan lämpötilan nousu ei välttämättä ole aivan tasaista.

Title: Maapallon keskilämpötila 2000-2100

Kuva 1. Ilmastonmuutosmallien tulosten keskiarvona saatuja ennustuksia maapallon keskilämpötilan muutokselle vv. 2000-2100. Ennusteet on esitetty erikseen A2- (punainen käyrä), A1B- (musta) ja B1-skenaariolle (vihreä). Kaikki lämpötila-arvot on ilmaistu muutoksina suhteessa jakson 1980-1999 keskiarvoon. Kuva perustuu IPCC:n 4. arviointiraportissa esitettyihin tuloksiin.[1]

Lämpötilan nousu jatkuu myöhemminkin tällä vuosisadalla. Tuossa vaiheessa ilmastonmuutoksen ankaruus riippuu selvästi kasvihuonekaasujen päästöistä. Pessimistisen A2-kasvihuonekaasuskenaarion mukaan maapallon keskilämpötila nousee vuoteen 2100 mennessä noin kaksi kertaa niin paljon kuin optimistisen B1-skenaarion toteutuessa. B1-skenaarion mukaan lämpötilan nousu sitä paitsi olisi jo selvästi hidastumassa vuotta 2100 lähestyttäessä, kun taas A2-skenaarion mukaan elettäessä lämpeneminen jatkuisi jyrkkänä vielä siitä eteenpäinkin.[1][2]

Mallien tuloksien välillä eroja

Käytännössä eri tutkimuskeskusten ilmastomallit antavat toisistaan hieman poikkeavia tuloksia, vaikka malliajon pohjana olisi sama kasvihuonekaasuskenaario. A2-skenaarion mukainen lämpötilan nousu osuu eri mallien tulosten perusteella todennäköisimmin 2,0 ja 5,4 asteen välille. Vastaava epävarmuushaarukka A1B-skenaariolle on 1,7 — 4,4 astetta ja B1-skenaariolle 1,1 — 2,9 astetta. Nämä luvut kuvaavat maapallon keskilämpötilan nousua noin 100 vuoden aikana siirryttäessä jaksosta 1980 — 1999 jaksoon 2090 — 2099.[1][2]

Maapallon keskilämpötilan nousu 2080-2099

Kuva 2. Mallitulosten keskiarvona laskettu vuoden keskilämpötilan nousu vv. 2080-2099, vertailukohtana kausi 1980-1999. Muutoksen maantieteelliset jakaumat on esitetty erikseen B1-, A1B- ja A2-kasvihuonekaasuskenaariolle (ylä-, keski- ja alarivin kuvat). Keltaisilla alueilla lämpötila nousee alle asteen, violeteilla alueilla yli kuusi astetta.[1]

Mantereet lämpenevät nopeammin kuin merialueet

Lämpötilan nousun jakautuminen eri puolille maapalloa on esitetty kuvassa 2. Lämpötilan huomataan nousevan kaikkialla, eniten maa-alueilla ja erityisesti pohjoisen pallonpuoliskon korkeilla leveysasteilla. Myös ilmastoltaan kuivat ja kaukana rannikoilta sijaitsevat alueet lämpenevät suhteellisen paljon. Vähäisintä lämpeneminen on eteläisen pallonpuoliskon valtamerillä ja Atlantin valtameren pohjoisosissa. Voimakkaan ja heikomman lämpenemisen alueet sijaitsevat kaikissa kartoissa suunnilleen samoissa paikoissa. Lämpenemisen voimakkuus sen sijaan riippuu kasvihuonekaasujen päästöistä.[1][2]

Trooppiset myrskyt voimistunevat edelleen

Monet mallikokeet viittaavat siihen, että trooppiset hirmumyrskyt kävisivät ilmaston lämmetessä nykyistä voimakkaammiksi. Tämä tuntuu uskottavalta, sillä myrskyt saavat energiansa meriveden lämmöstä. Maapallon ilmaston lämmetessä myös trooppisten merien pintalämpötila kohoaa. Samalla kun myrskyt ankaroituvat, niiden kokonaislukumäärä näyttäisi pienenevän, joskin tämä päätelmä on melko epävarma.

Keskileveysasteilla keskimääräinen ilmanpaine näyttäisi yleensä nousevan, napojen lähettyvillä taas laskevan. Tähän liittyen länsivirtaukset voimistuisivat molemmilla pallonpuoliskoilla. Samalla meillekin tyypillisten matalapaineitten esiintymisalueet siirtyvät lähemmäksi napoja. Tällöin joillakin alueilla kovat tuulet yleistyisivät, toisaalla taas harvinaistuisivat.[1][2]

Veden kiertokulku voimistuu

Lämmenneeseen ilmakehään mahtuu vesihöyryä nykyistä enemmän. Koko maapallon mitassa myös veden kiertokulku hieman voimistuu, jolloin sekä haihdunta että sademäärät keskimäärin lisääntyvät.

Sateet eivät kuitenkaan lisäänny kaikkialla. Nykyistä enemmän vettä saadaan mm. korkeilla leveysasteilla, mutta subtrooppisilla manneralueilla satanee tulevaisuudessa nykyistä vähemmän. Pahiten kuivuvilla alueilla sademäärä putoaa viidenneksen verran tai enemmänkin. Entistä niukemmin sadetta saataisiin esimerkiksi Välimeren maissa, Keski-Amerikassa, eteläisimmässä Afrikassa ja osassa Australiaa. Päiväntasaajan tienoilla kuuroluonteiset sademäärät puolestaan näyttävät lisääntyvän, etenkin Tyynen valtameren alueella.

Etelä- ja Itä-Aasiaa kesäiset monsuunisateet näyttäisivät kastelevan hieman nykyistä vuolaampina, mutta toisaalta talvisin tällä alueella olisi entistä kuivempaa. Sahelin alueella Afrikassa ja Amazon-joen vesistöalueella Etelä-Amerikassa eri mallien sade-ennusteet ovat varsin ristiriitaisia.[1][2]

Sademäärän ennustettu muutos

Kuva 3. Sademäärän ennustettu muutos (prosentteina) joulu-helmikuussa (vasen kuva) ja kesä-elokuussa (oikea kuva); verrattu jakson 2090-2099 sademääriä jaksoon 1980-1999.  Tulos perustuu usealla eri mallilla tehtyjen ajojen keskiarvoon. Näissä malliajoissa pakotteena on käytetty A1B-skenaarion mukaisia kasvihuonekaasujen ja pienhiukkasten tulevia pitoisuuksia. Valkoisilla alueilla eri mallien tulokset poikkeavat toisistaan voimakkaasti (alle 66 % malleista tuottaa samansuuntaisen muutoksen). Rasteroiduilla alueilla muutos on samanmerkkinen yli 90 %:ssa malleista.[1]

Varsin monilla maailman alueilla sadeilmaston odotetaan muuttuvan nykyistä vaihtelevaisemmaksi. Kovia satunnaisia rankkasateita saattaa siis esiintyä tulevaisuudessa nykyistä useammin sielläkin, missä keskimääräinen sademäärä ei lisäänny. Vastaavasti pitenevät myös kuivuuskaudet.[1][2]

Jäätiköt sulavat, valtamerien pinta nousee ja merivirrat muuttuvat

Ilmaston lämmetessä jäätiköt alkavat vähitellen sulaa. Useimmat vuoristojäätiköt ovat jo sulamassa. Sulamisessa vapautunut vesi nostaa merien pintaa. Esimerkiksi Grönlannin mannerjäätikön täydellinen sulaminen nostaisi merenpintaa noin 7 metriä. Sulaminen ei kuitenkaan käy nopeasti, vaan se vaatii aikaa satoja, jopa tuhansia vuosia. Toisaalta kerran käynnistynyttä sulamista voi olla hyvin vaikea enää pysäyttää. Jäätiköitten sulamisen ohella merien pintaa nostaa myös meriveden lämpölaajeneminen. Valtamerten pinta on ollut nousussa jo useiden vuosikymmenten ajan.

Ilmaston lämmetessä Pohjois-Atlannilla vallitseva lämmin merivirta näyttäisi mallitulosten perusteella heikkenevän. Kasvihuoneilmiön voimistumiseen liittyvä lämpötilan nousu on kuitenkin niin voimakasta, että merivirran heikkenemisestä huolimatta esimerkiksi Pohjois-Euroopan lämpötilojen ennustetaan nousevan selvästi.

El Niño -vaihtelu

Päiväntasaajan tienoilla meriveden pintalämpötila näyttää nousevan enemmän Tyynen valtameren keski- ja itäosissa kuin meren länsiosissa (kuva 2). Ilmakehän keskimääräiset virtausolot alkaisivat tuolla alueella muistuttaa entistä enemmän nykyistä El Niño -tilannetta. Tämä ilmenee voimakkaana sademäärien kasvuna itäisellä trooppisella Tyynellä valtamerellä (kuva 3).

Vuosienvälinen El Niño - La Niña -tyyppinen vaihtelu ei silti lopu. Mallikokeet antavat toisistaan poikkeavia tuloksia siitä, onko heilahtelu tulevaisuudessa nykyistä voimakkaampaa vai heikompaa.[1][2]

Pahin edessä vasta vuoden 2100 jälkeen?

Vaikka kasvihuonekaasujen määrän lisääntyminen ilmakehässä saataisiinkin pysäytettyä, ilmaston lämpeneminen ja etenkin merenpinnan kohoaminen jatkuisivat vielä satoja vuosia. Jos pitoisuuksien kasvu saataisiin pysäytettyä vuonna 2100, maapallon keskilämpötila nousisi vielä tuon ajankohdan jälkeenkin noin puolella asteella. Suurin osa tästä lämpenemisestä toteutuisi vuoteen 2200 mennessä.

Suuri vaara kuitenkin on, että kasvihuonekaasujen määrä jatkaa kasvuaan vielä vuoden 2100 jälkeenkin. Esimerkiksi pessimistisessä A2-skenaariossa kasvu näyttäisi jatkuvan ilman merkkejä hidastumisesta. Pahimmassa tapauksessa maapallon keskilämpötila saattaa siten nousta useita asteita lisää vielä tulevina vuosisatoinakin. Tällöin myös riski äärimmäisiin ilmastonmuutoksiin kasvaa[3]. Seuraukset luonnolle ja ihmiskunnalle olisivat hirvittävät.

Ihmiskunnan tuottaman ylimääräisen ilmakehän hiilidioksidin täydellinen poistuminen ilmakehästä on hyvin hidasta. Näin ollen sekä tähänastiset että tulevat hiilidioksidipäästöt väistämättä vaikuttavat ilmastoon ja merenpinnan korkeuteen jopa tuhansia vuosia.[1][2]

Lähteet

  1. Meehl et al., 2007: Global Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the IPCC [Solomon et al. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch10.html
  2. IPCC 2007: Luonnontieteellinen perusta - Yhteenveto päätöksentekijöille - Ensimmäisen työryhmän osuus Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin neljännessä arviontiraportissa, Kappale 6. Tulevaisuudessa odotettavissa olevat ilmastonmuutokset http://ilmatieteenlaitos.fi/c/document_library/get_file?uuid=f5fa6e34-a467-43cb-b5f8-93240b286441&groupId=30106
  3. Pimenoff ja muut. 2008. Epälineaariset ja äärimmäiset ilmaston muutokset. Valtioneuvoston kanslia, Helsinki. 61 s. http://www.vnk.fi/julkaisut/julkaisusarja/julkaisu/fi.jsp?oid=236269

Tuottajatahot