Pohjoisen ilmastokatastrofista luonnon näkemänä, osa 1

Sähköpostiini tupsahti kirjoitus, joka herätti Ilmastorealismia-blogin talvihorroksesta. Niinpä ajattelin jakaa muutamia otteita tuosta tutkimuspaperista siinä toivossa, että ne kannustaisivat lukemaan koko paperin.

Kyse on Helsingin yliopiston  Kilpisjärven biologisen aseman julkaisusta Kilpisjärvi Notes 26 (2017) ja sen kirjoituksesta ”Havaintoja pohjoisen luonnon luonnollisesta vaihtelusta”. Se on aseman johtajan, professori Antero Järvisen, laatima koonnos suuresta määrästä vanhoja ja uusia tutkimuksia sekä kirjoittajan omista Luoteis-Lapissa kerätyistä pitkäaikaisaineistoista. Kirjoituksessa on tuotu esiin tutkimustuloksia poikkeuksellisen pitkältä aikajänteeltä – jääkausista nykyaikaan, siis erilaisten ilmastosyklien yli – ja silloin on mahdollista tieteellisten tutkimustulosten valossa vastata mm. kysymyksiin:

1. Millainen on pohjoisen ilmaston luonnollinen vaihtelun voimakkuus tai vaihteluväli? Onko viime aikojen ilmastollinen kehitys jotenkin ennenkuulumatonta tämän valossa?
2. Missä vaiheessa muutos on niin suurta ja/tai nopeaa, että siitä tulisi huolestua ja ihmisen olisi syytä miettiä, voiko asiaan vaikuttaa?

Professori Järvinen nostaa myös aikaisempien tutkijasukupolvien merkittävän, mutta valitettavasti usein unohdetun, tutkimustyön sille kuuluvaan arvoonsa. Kirjoituksen painopistekin on varhaisemmissa aikakausissa, jotka kiinnostivat monia varhempia huippututkijoita. Esimerkiksi Olavi Kalela (1908-1974), Kilpisjärven biologisen aseman perustaja, julkaisi useita tutkimuksia ”ilmastonmuutoksen” vaikutuksista lintuihin ja nisäkkäisiin 1920-1940. Kalela Järvisen edeltäjänä ei muuten jää ainoaksi menneiden tutkijapolvien edustajaksi, sillä Järvisen 37-sivuisen kirjoituksen kirjallisuus- ja lähdeluettelo on 11 sivun pituinen.

Järvisen paperi on niin pitkä ja täynnä mielenkiintoisia tuloksia, että minä en sitä osannut tiivistää yhden bloggauksen mittaiseksi. Niinpä julkaisen keräämäni tärpit kahdessa osassa peräkkäisinä päivinä. Hätäiselle tai joutilaalle kesälukijalle olen kuitenkin taltioinut koko kirjoituksen tänne, josta sen voi ladata ja ahnehtia kerralla ilman blogistin kommentteja.

Mutta nyt otteisiin Järvisen tekstistä (sisennettynä ja kursivoituna), josta olen tällä kertaa jättänyt lähdeviitteet pois lukemisen helpottamiseksi. Viitteet toki löytyvät lähes jokaisesta Järvisen kirjoituksen virkkeestä tai ainakin kappaleesta, joten ne joudut hakemaan alkuperäisestä tutkimuspaperista.

Ensin pari kappaletta Järvisen havaitsemasta tutkimuksellisesta ongelmasta.

Yleiskuvan saamista kauan sitten tapahtuneista luonnonilmiöistä hankaloittaa datan puutteen lisäksi se, että lähdeviitteitä etsitään nykyisin pääasiassa internetistä kirjastojen sijasta. Internetistä löytyvät kuitenkin usein vain 1980- luvulla ja sen jälkeen julkaistut englanninkieliset tutkimukset. Siksi olen penkonut myös vanhaa ja arvokasta tutkimustietoa, joka uhkaa unohtua.

Pitkäaikaisten ilmastonvaihtelujen vaikutukset myös voimistuvat pohjoista kohti, mikä korostaa avainvuosien, poikkeuksellisen kylmien tai muuten epäsuotuisien vuosien, merkitystä. Pitkiin luonnonsykleihin verrattuna monet, jopa harvinaiset kymmenen vuoden pituiset tutkimukset, ovat lyhytkestoisia ja tuloksiltaan vaikeasti yleistettäviä. Jos tutkimus aloitetaan syklin pohjassa tai nousuvaiheessa ja lopetetaan syklin huipulla, luonnonilmiöstä saadaan aivan virheellinen käsitys. Kun tutkitaan pohjoisen luonnon vaihteluja ja muutoksia, havaintojakson pituuden on oltava vähintään syklin pituinen. Pitkien syklien kohdalla tämä tarkoittaa sitä, että havaintojen on siirryttävä ihmissukupolvelta toiselle.

Luvussa Muinaisaika Järvinen käsittelee koko pohjoisen kalottialueen Fennoskandiasta Grönlannin ja Kanadan kautta Siperiaan viime vuosituhansien aikana.

Viimeisen 25000 vuoden aikana pohjoisen ilmaston lämpeneminen on ollut useita kertoja nykyistä huomattavasti voimakkaampaa ja nopeampaa.

Islannin järvien lämpötilahuippu saavutettiin 8000 vuotta sitten, minkä jälkeen lämpötila on merkittävästi laskenut. Jäämeren pintalämpötila on ollut usein nykyistä lämpimämpi - esimerkiksi 1885 - 1935 noin 3 astetta lämpimämpi. Fennoskandian tunturialueella kesä- ja talvilämpötilat ovat laskeneet vähitellen 7000-6000 vuoden ajan ks. kuva 1.

Metsänraja on ollut suurimman osan aikaa nykyistä pohjoisempana. Siperiassa aikaisemmat lämpimät jaksot olivat ilmeisesti 3-7 astetta nykyistä lämpimämpiä.

Viimeinen tuhat vuotta on ollut kylmin tuhatvuotisjakso jääkauden jälkeen (kuva 1). Syynä lämpötilan yleiseen laskuun pidetään Maan pinnalle tulevan auringonsäteilymäärän laskua.

Tuo oli kylmäävää luettavaa ihmiselle, jolle on tällä vuosituhannella jokaisesta normaalista lähteestä (lehdistöstä, televisiosta, päättäjiltä) kerrottu, miten aivan viime aikojen ilmastonmuutos on ollut ainutlaatuista tai ennennäkemättömän katastrofaalista. Voi tietysti olla niinkin, että nykyisen ilmastopanikoinnin ilmapiirissä katastrofaaliset jutut myyvät parhaiten – siis tuottavat eniten myyjilleen mainoseuroja tai ääniä vaaleissa. Mutta Järvisen esiin tuoma mennyt ilmasto ei tue ennennäkemättömyyttä.

Lähiaika-luvussa Järvinen keskittyy lähinnä aikaan 1800-luvun alusta nykyhetkeen.

“Arktisen muutoksen, erityisesti yleisen lämpenemisen, puolesta puhuvat useat viimeaikaiset hälyttävät havainnot: 1) jäätiköiden vetäytyminen, 2) pintalämpötilan nousu, 3) Atlantin pintaveden lämpötilanousu, 4) merijään määrän vähentyminen, 5) ajojään määrän kasvu, 6) syklonien reittien muutokset, 7) biologiset muutokset kuten turskan ja makrillin leviä- minen pohjoiseen ja 8) laivaliikenteen helpottuminen.“

Edellä oleva sitaatti on vuodelta 1938. Merijääntutkija Nikolai Nikolaevich Zubov (kuva 2) esitteli nämä havainnot yksityiskohtaisesti venäjäksi ilmestyneessä klassikkoteoksessaan “Arktinen jää”. Yhdysvaltain laivasto piti tätä paksua opusta niin merkittävänä, että käänsi sen englanniksi vuonna 1963 nimellä Arctic Ice.

Lisää Zubovin kirjasta voi lukea täältä.

Islannissa pohjoiset lintu- ja hyönteislajit korvautuivat (1900-luvun alkupuolella, blogistin huom.) vähitellen eteläisillä lajeilla. Tilanne oli siis nykyisenkaltainen: lajit levisivät kohti pohjoista ja niiden lisääntymiskaudet aikaistuivat.

Tuohon aikaan puhuttiin luonnollisesta, ei ihmisen aiheuttamasta ilmastonmuutoksesta, joka alkoi 1800-luvun lopulla, ja pohdittiin ilmiön syitä. Kannatusta sai mm. ilmakehän kierron voimistuminen, minkä vuoksi maapallon eri osien lämpötilat olisivat tasoittuneet.

Lyhyen ajan sisällä varsinkin Arktiksen, kuten Grönlannin, talvilämpötila voi vaihdella suuresti merivirtojen ja säätilojen vaihtelujen vuoksi. Esimerkiksi talvi 1983 - 84 oli Grönlannissa huippukylmä (-15,2 astetta), mutta vain kaksi vuotta myöhemmin hyvin lämmin (1985 - 86, -2,3 astetta; ero lähes 13 astetta), mikä vaikeuttaa ilmaston pitkäaikaista ennustamista. 1951 - 90 keskilämpötilan vuosivaihtelu arktisella alueella oli 6 - 8 astetta. Myös Grönlannin merijään vuosivaihtelu on suurta ja siellä meriveden lämpötilan huippu osui 1930-luvulle. Pitkällä aikavälillä, vuodesta 1880, Grönlanti, Arktiksen kylmin alue, ei ole lämmennyt.

Digitoitujen ilmakuvien antamien tietojen perusteella Kilpisjärven alueen luontotyyppien, kuten tunturikoivikon ja tunturipaljakan, pinta-alassa ei ole tapahtunut muutoksia vuosien 1960 ja 2004 välisenä aikana. Satelliittikuviin perustuva kasvifenologia antaa saman tuloksen: kasvukauden alkaminen ei ole varhaistunut Fennoskandiassa 67. leveyspiirin pohjoispuolella vuosina 1982 - 2006.

Kilpisjärven tunturikoivun lehtimistä eli hiirenkorvalle tuloa koskeva aikasarja on Pohjois-Fennoskandian pisin. Lehtien puhkeaminen on vaihdellut suuresti vuodesta toiseen (vaihteluväli 32 päivää), mutta keskiarvo on pysynyt jokseenkin samana. Lapissa männyn silmujen puhkeamisaika vaihtelee kolme viikkoa. Puhkeamisaika on aikaistunut 1960-luvun jälkeen, mutta vastaa nyt 1920- ja 1950-lukujen tilannetta.

Käsivarren lintujen pesimäajoissa ei ole tapahtunut oleellisia muutoksia kuten ei lähialueillakaan Ruotsissa ja Norjassa. Tulokset ovat ymmärrettäviä, koska kasvukauden pituus ja sen aikaiset lämpötilat eivät ole muuttuneet.

Monilla arktisilla alueilla, kuten Grönlannissa, lämpötila vaihtelee syklisesti: 1920- ja 1930-luvut ja osittain 1940-luku olivat nykyistä lämpimämpiä, ja sen jälkeen lämpötilat laskivat 1970-luvulle asti. Arktiksen lämpötilat nousivat parissa vuosikymmenessä 2 - 5 astetta (paikallisesti talvilämpötila nousi jopa 9 astetta), ja 1930- luvulla jäävuoria lohkesi Grönlannin jäätiköistä yhtä paljon kuin nykyisin. Arktisessa Kanadassa merijään peittävyysaika oli noin kuukautta nykyistä lyhyempi 1887 - 1945.

Pohjois-Atlantilla ja pohjoisella Tyynellämerellä esiintyy 60-vuotinen merenkorkeussykli, mikä luultavasti vaikuttaa rantaeliöstöön (huiput noin vuosina 1945 ja 2005). Suuri vaihtelu, jonka veturina ovat luontaiset syyt, on ominaista Arktikselle kaikilla aikajänteillä.

Holoseeniajan arktisten jääkairausnäytteiden mukaan suurin osa pitkäaikaisesta (satavuotisjaksot) lämpötilan vaihtelusta näyttää olleen luontaista. Sadan vuoden jaksojen keskimääräinen lämpötilan keskihajonta on ollut 1 °C. Viimeisen sadan vuoden aikana (1906 - 2005) lämpötila on noussut noin 0,7 astetta. Lämpenemissignaalin (0,7 °C) erottaminen suuresta luontaisesta taustakohinasta ja mahdollisen eron merkityksen tulkitseminen on vaikeaa. Lämpötilahavainnot ovat usein myös autokorreloituneita, jolloin riippumattomien havaintojen lukumäärä saattaa olla kertaluokkaa pienempi kuin havaintojakson pituus. Reidin (2016) mukaan globaalin keskilämpötilan pieni nousu 166 vuoden aikana (noin 0,5 astetta/sataa vuotta kohti) on esimerkki satunnaisprosessista eikä trendistä.

Sekä Zubovin, Kalelan ja kumppaneiden tutkiman edellisen että nykyisen lämpöjakson aikana luonnonmuutokset osuivat hyvin yhteen 60 - 80 vuoden välein toistuvan AMOsyklin kanssa (kuva 4, käytän Järvisen kirjoituksen kuvien numerointia, blogistin huom.). Lisäksi varsinkin touko - heinäkuussa esiintyvät vaihtelevat myrskyt vaikuttavat pilvisyyteen ja jäiden liikkeisiin ja siten jään sulamiseen. Edellä mainitut tutkimukset vahvistavat sen kauan tiedetyn tosiasian, että arktisen alueen luontoa ja ekologiaa leimaa kolme suunnatonta vaihtelua aiheuttavaa ilmasto- ja jääjaksoa:

1) ajojään jähmettymisvaihe (kylmä, kuiva ja vakaa ilmasto),

2) ajojään pulsaatiovaihe (kostea ja epä- vakaa ilmasto) ja

3) ajojään sulamisvaihe (lämmin ilmasto). Vaiheessa numero 3 sekä eläinpopulaatiot että kulttuurit ovat kukoistaneet. Ihmisen ja luonnon näkökulmasta suotuisia jääkauden jälkeisiä lämpöjaksoja onkin kutsuttu ilmasto-optimeiksi.

Vuosina 1820 - 2014 koko Arktisen alueen keskimääräinen lämpötilan nousu oli mittausten mukaan seuraava: tammikuu +1,0, heinäkuu ±0,0 ja koko vuosi +0,7 astetta sataa vuotta kohti. Lämpötilan nousu on siis ollut maltillista varsinkin, kun muistetaan, että mittausjaksojen alkupuolella oltiin vielä toipumassa luonnollisesta kylmäkaudesta, pikkujääkaudesta. Suuri osa lämpenemisestä tapahtui yhdessä vuosikymmenessä 1990-luvulla. Heinäkuun lämpötilatrendi oli jopa lievästi laskeva vuosina 1820 - 1990.

Lämpeneminen jatkui tasaisena noin vuoteen 1940 saakka, minkä jälkeen lämpötilat laskivat noin yhden asteen 50 vuodessa kunnes alkoivat taas kohota 1990-luvulla. Vuoden 2000 jälkeen lämpeneminen on ollut vähäistä.

Vuosina 1750 - 2014 vuotuinen keskilämpötila nousi Euroopassa keskimäärin 0,3 astetta sataa vuotta kohti. Tämä pieni lämpeneminen tapahtui talvella, mutta ei kesällä, ja vastasi Arktisen alueen kehitystä. Viimeisen parin sadan vuoden aikana Pohjola ei siis ole lämmennyt Eurooppaa voimakkaammin eli luonnossa tehdyt mittaukset eivät näytä tukevan ilmastomallien antamaa ennustusta lämpötilannousun vahvistumisesta pohjoisilla alueilla.

Päätän ensimmäisen bloggauksen aiheesta tähän. Totean vain, että huomenna ilmestyvässä bloggauksen jälkimmäisessä osassa, mihin pääset tästä, professori Järvinen pääsee hyvin niihin kysymyksiin, jotka kriittiselle lukijalle jäi arktisen alueen luonnon vaihtelusta ja sen voimakkuudesta.