Ilmastojärjestelmä mukautuu pakotteisiin

Ilmastojärjestelmän osat

Maapallon ilmastojärjestelmä määritellään koostuvan viidestä ”kehästä”:

• ilmakehä

• vesikehä (hydrosfääri)

• lumen ja jään kehä (kryosfääri)

• kivikehä (litosfääri), joka koostuu Maan kuoresta ja vaipan ylimmästä osasta

• elonkehä (biosfääri)

Fysikaaliset, kemialliset ja biologiset prosessit kytkevät ilmastojärjestelmän osat toisiinsa. Eri kehät vuorovaikuttavat näin toistensa kanssa. Muutokset yhdessä kehässä välittyvät ilmastojärjestelmän muihin osiin ja ne voivat käynnistää erilaisia palauteilmiöitä. Maapallolla kulloinkin vallitseva ilmasto määräytyy ilmastojärjestelmän eri osien vuorovaikutusten ja ulkoisten tekijöiden perusteella. Muuttuvia ulkoisia tekijöitä kutsutaan pakotteiksi. Ne vaikuttavat fysikaalisten, kemiallisten tai biologisten prosessien kautta ilmastojärjestelmään ja voivat käynnistää ilmastomuutoksia.

Maapallon olemassaolon aikana, noin 4,6 miljardin vuoden aikana, ilmastoa ovat muokanneet lukuisat eri pakotetekijät. Toiset pakotetekijät, kuten laattatektoniikan aiheuttama mannerten liikkuminen, vaikuttavat hyvin pitkillä aikajänteillä, satojen miljoonien vuosien kuluessa. Toiset tekijät taas ovat nopeita, esimerkkinä tulivuorenpurkausten ilmaan sinkoama rikkipöly, joka säilyy ilmakehässä vain muutaman vuoden.[1][2]

Hitaita muutostekijöitä

Maapallon olemassaolon ensimmäisten vuosimiljardien kuluessa on mm. auringon säteilyteho kasvanut kymmeniä prosentteja, ilmakehän koostumus muuttunut ja maankuori kokenut suuria mullistuksia. Eri tekijät ovat erikseen ja yhdessä vaikuttaneet maapallon energiatasapainoon ja aiheuttaneet suuria ilmastonmuutoksia.

Vuosimiljoonien kuluessa mannerlaattojen verkkaiset liikkeet ohjaavat ilma- ja merivirtoja muuttaen energian kulkua maapallolla. Jos mannerlaatta asettuu sopivasti napaseudulle, kuten Etelämanner nykyisin, sen päälle voi muodostua mannerjäätikkö. Tällöin pinnan albedo eli kyky heijastaa auringon säteilyä kasvaa, ja vain pieni osa säteilystä imeytyy pintaan muuttuen lämmöksi. Tämä palauteilmiö voimistaa ilmaston kylmenemistä.

Mannerten liikkumisen yhteydessä voi muodostua poimuvuoristoja. Vuoriston muodostuessa maan pinnan lähelle pääsee runsaasti sellaisia mineraaleja, jotka kykenevät reagoimaan ilmakehän hiilidioksidin kanssa. Esimerkiksi Himalajan vuoriston synty on alentanut ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta.

Hyvin tunnettu ilmastonmuutoksen aiheuttaja on maapallon radan ”vaappuminen”, joka vaikuttaa auringosta tulevan energian jakautumiseen eri leveyspiireillä ja vuodenaikoina satojen ja kymmenien tuhansien vuosien jaksoissa.  Säteilyenergian jakautumisen muutokset ovat viimeisen miljoonan vuoden aikana toistuvasti aiheuttaneet ilmastojärjestelmän siirtymisen interglasiaalista jääkauteen ja jälleen takaisin leudompaan interglasiaalivaiheeseen.

Maapallon ilmastoa ovat muokanneet monet muutkin tekijät, joita kaikkia ei tunneta kovin tarkasti. Tieto menneistä ilmastonmuutoksista ja niitä aiheuttaneista tekijöistä karttuu koko ajan uusien tutkimusten myötä.

Nopeampia muutostekijöitä

Jotkut ilmastonmuutoksia aiheuttavista pakotetekijöistä ovat geologisessa mittakaavassa lyhytaikaisia, jopa suorastaan ”hetkellisiä”. Kolme esimerkkiä:

Avaruudesta maahan iskeytyvät riittävän suuret kappaleet voivat aiheuttaa ilmastoon huomattavan poikkeaman, kun törmäyksessä syntyvä pöly samentaa ilmakehän. Tällaiset suuret törmäykset ovat onneksi harvinaisia, ja niitä sattuu keskimäärin satojentuhansien tai jopa miljoonien vuosien välein. Toki jo näitä paljon yleisemmät selvästi pienemmät törmäykset voivat aiheuttaa laajaa alueellista tuhoa, vaikka niillä ei olekaan juuri vaikutusta koko maapallon ilmastoon.

Räjähdysmäiset tulivuorenpurkaukset voivat syöstä hiukkasia ja kaasuja yläilmakehään. Stratosfääriin pääsevät hiukkaset varjostavat maapalloa vähentäen maanpinnalle saapuvan auringonsäteilyn määrää. Samalla stratosfäärin lämpötila kohoaa ja sademäärien alueellinen jakauma muuttuu. Viimeksi maapallon laajuisia ilmastollisia muutoksia aiheutti vuonna 1991 Filippiineillä tapahtunut Pinatubo-tulivuoren purkautuminen. Purkauksen vaikutuksesta maapallon keskilämpötila notkahti noin kolmeksi vuodeksi, enimmillään noin puolella asteella.

Ihmiskunnan toiminnasta johtuen ilmakehän koostumus on muuttunut merkittävästi fossiilisten polttoaineiden käyttöön perustuvan energiantuotannon päästyä vauhtiin. Kasvihuonekaasujen kertyminen ilmakehään aiheuttaa pitkään vaikuttavan pakotteen, jonka vaikutukset ilmastojärjestelmälle ovat merkittäviä. Ilmasto-opas.fi -verkkosivusto keskittyy nimenomaan tähän parhaillaan käynnissä olevaan ilmastonmuutokseen ja sen vaikutuksiin sekä muutoksen hillintään ja siihen sopeutumiseen.