Sääsopan resepti: Noituutta vai auringonpilkkuja?

Pikkujääkauden aikana (noin vuosina 1350 - 1850) Euroopan keskilämpötila oli 2–3 °C alhaisempi verrattuna sitä edeltäneeseen keskiajan lämpökauteen tai nykyiseen ilmastoomme. Mahdollisina selityksinä ilmaston jäähtymiselle pidetään muutoksia ilmakehän virtausjärjestelmässä, mitä osoittavat Pohjois-Atlantin oskillaation muutokset.

Varhaisten havaintojen ja radiohiilen vaihtelujen mittausten pohjalta on joskus päätelty, että pienen jääkauden aiheutti auringonpilkkujen muutos. Tätä vaikutusmekanismia ei tarkkaan tunneta, mutta yksi teoria siitä on esitelty pintapuolisesti täällä. Pieneen jääkauteen ajoittuvat auringonpilkkuköyhät Spörerin minimi, Maunderin minimi ja Daltonin minimi. Ilmasto alkoi viiletä pieneen jääkauteen eri laskutapojen mukaan viimeistään noin 1250-1380 keskiajan lämpökauden jälkeen. Todella kylmää tuli vuoden 1420 tienoilla, kun Spörerin minimi alkoi. Kylmää oli myös Maunderin minimin aikaan1690-luvulla, jolloin Suomen suurina kuolonvuosina mahdollisesti jopa kolmasosa kansasta menehtyi aliravitsemuksen heikentäminä kulkutauteihin tai suoranaiseen ravinnon puutteeseen.

Kadonneen lämmön salaisuus

Olen yrittänyt pohtia kadonneen lämmön mysteeriä jo pidempään. En vajaassa ymmärryksessäni keksi asiaan ratkaisua. Ehkä joku minua koulutetumpi, älykkäämpi tai viisaampi voisi neuvoa asiassa?

Yksi kuuluisimmista Climategate-sähköposteista

Globaali ilmasto ei ole empiiristen mittausten mukaan lämmennyt yli 15 vuoteen. Sen olisi pitänyt lämmetä tuona aikana lähes 0,3 astetta ilmastomallinnusten mukaan. Tuotakin enemmän olisi Suomen ja muiden pohjoisten alueiden pitänyt lämmetä vastaavana aikana. Eipä ole sitäkään nähty.

Monien selitysten mukaan ilmakehästä mittaamaton lämpö on kadonnut meren syvyyksiin. Miten se on voinut hiipiä syvyyksiin mittausten ohi niin ilmakehässä kuin meren pintakerroksessakin? Kadonneen lämmön mysteeri on kahdestakin kulmasta katsottuna hyvin erikoista:

1. Ilmastotutkimuksen valtavirta on viimeisen vuosikymmenen ajan julistanut varmuuttaan ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen fysikaalisista mekanismeista tyyliin "Science is settled".
2. Ilmaston lämpenemisen pysähtyminen - tai lämpenemisen katoaminen - näin pitkäksi aikaa, kuin on tapahtunut, näyttää tulleen yllätyksenä ilmastotutkimukselle. Ainakaan poliitikoille ja suurelle yleisölle ei ennalta kerrottu tällaisesta mahdollisuudesta. Eikä ennustettu sitäkään, että lämpeneminen onnistuisi hiipimään huomaamatta syvyyksiin. Minusta tässä kaikki ei ole kohdallaan ja vielä vähemmän "settled".

Merenpinta ei ole lämmennyt 10 vuoteen

Suurelle yleisölle on jo pitkään opetettu kasvihuoneilmiötä, jonka piti olla koko hypoteesin perusta. Siinähän ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuden kasvaessa syntyisi sellaisia lämpimiä alueita, jotka absorboivat ja takaisinsäteilisivät maapallon pinnalta karkaavaa infrapuna-alueen säteilyä ja absorboituessaan mm. ilmakehän hiilidioksidiin ja vesihöyryyn lämmittäisivät sitä. Nyt vaikuttaa siltä, että tuosta inrapunasäteilystä aiempaa suurempi osa olisikin sukeltamassa syvyyksiin avaruuteen karkaamisen sijasta. Jos näin olisi, jouduttaisiin tietysti tämä kasvihuonehypoteesikin kirjoittamaan uusiksi. Olisi hyvä kuulla selkeä selostus niistä fysikaalisista mekanismeista, jotka ihmiskunnan syystä siirtävät lämpöä merten syvänteisiin.

Ilmastotutkimuksen erikoisista varmuuksista ja vähän muustakin

Reutersin harkittua ilmastokuvitusta

Seuraavassa on muutamia otteita Reutersin uutisesta koskien IPCC:n viidettä arviointiraporttia (sisennettynä) ja omia kommenttejani niihin normaalitekstillä.

Uutistoimisto Reutersin käsiinsä saaman YK:n ilmastoraporttiluonnoksen mukaan Ilmastotutkijat ovat entistä vakuuttuneempia siitä, että ilmaston lämpeneminen aiheutuu pääosin ihmiskunnan toiminnasta.  YK:n viides ilmastoraportti julkaistaan neljässä osassa loppuvuoden 2013 ja vuoden 2014 aikana.

Raportin mukaan on vähintään 95 prosentin todennäköisyys, että ihmisen toiminta on aiheuttanut viime vuosikymmenten aikana havaitun ilmaston lämpenemisen. Ihmisen aiheuttaman ilmaston lämpenemisen todennäköisyys oli vuoden 2007 neljännessä ilmastoraportissa raportissa vähintään 90 prosenttia, ja vuonna 2001 66 prosenttia. Vielä vuonna 1995 todennäköisyyden arvioitiin olevan noin 50 prosenttia. Reutersin mukaan yhä pienempi osa tutkijoista pitää mahdollisena, että ilmaston lämpeneminen olisi selitettävissä luonnollisella vaihtelulla tai jollain tuntemattomalla ilmiöllä.

Minulle on jäänyt täydelliseksi arvoitukseksi, miten nuo todennäköisyydet on laskettu. Ehkä joku kommentoijista voi auttaa tässä asiassa? Jos tuolle luottamusasteelle tai merkitsevyydelle - kumpaa siinä nyt tarkoitetaankin - ei löydy tutkimuksellista perustetta, raportti tulee kärsimään armottomasta kritiikistä. Sille suorastaan nauretaan niissä tiedepiireissä, joissa merkitsevyydellä, luottamusväleillä ja todennäköisyyksillä on merkitystä. No, ehkä ilmastotutkimus pitäisi nostaa fysiikan, kemian, geologian, oseanologian ja muiden soveltavien luonnontieteiden maailmasta poliittisten tieteiden maailmaan? Silloinhan kaikki saattaisi olla normaalisti ja kohdallaan? 

Sen sijaan ilmastonmuutoksen vaikutusten arvioiminen paikallisella tasolla on edelleen epävarmaa. Näin asian sanoo Sveitsin Teknologiainstituutin professori Reto Knutti: "Olemme tulleet varmemmiksi siitä, että ilmastonmuutos … on pääosin ihmisen aiheuttama. Olemme vähemmän varmoja muutoksen paikallisista vaikutuksista."

Lihavoin tuon Knuttin viimeisen lauseen tarkoituksellisesti. Nimittäin se ainoa todiste, mitä ilmastotutkimuksella on ilmastonmuutoksen paikallisista trendeistä, löytyy ilmastomallinnuksista. Nehän ovat supertietokoneissa ajettuja monimutkaisia laskentamalleja, jotka ennustavat mm. Suomeen hurjaa lämpenemistä. Ainoa noita mallinnuksia yhdistävä tekijä on se, että ne kaikki ovat olleet väärässä. Useimmiten ne ovat olleet jopa vääränmerkkisiä - siis ennustaneet lämpenemistä, kun reaalimaailma onkin viilentynyt tai pysynyt saman lämpöisenä. Professori Knutti on tällä perusteella "vähemmän varma", josko mallit sittenkin toimisivat. Toisin on meillä Suomessa. Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Taalas on poikkeuksetta ilmoittanut tieteen olevan täysin varma siitä, että Lappi ja muukin Suomi kokevat ennennäkemättömän ilmastollisen lämpenemisen. Professori Knuttin lausuman valossa olisi hyvä kuulla Taalaksen perustelut.

Reutersin mukaan luonnosraportista paljastuu, että ilmasto voi tällä vuosisadalla lämmetä 1 - 5 asteella riippuen siitä miten hiilidioksidin päästömäärät kehittyvät. Arvion skaala on kasvanut hieman vuoden 2007 raportista. Raportin mukaan lämpenemisarvion alaraja on saavutettavissa, jos kasvihuonekaasupäästöt saadaan vähennettyä lähelle nollaa vuoteen 2070 mennessä.

Jos en muista väärin, on tähän asti yritetty laatia poliittista aikataulua kasvihuonekaasupäästöjen saamiseksi lähelle nollaa jo vuoteen 2050 mennessä. Onko siis nyt saatu 20 vuotta lisää armonaikaa? Mistähän tämä lisäaika johtuu?

Kepeät vihreät mullat lepakoille

Pikkulepakko. Kuva Wikipediasta

Kirjoitin pari viikkoa sitten kriittisen bloggauksen tuulivoimasta rahantekovälineenä. Yhdessä sivujuonteeksi tarkoittamassani kappaleessa vihjaisin tuuliturbiinien saattavan aiheuttaa jonkinlaista tuhoa lintujen, lepakoiden ja lentävien hyönteisten parissa. Kun tuo vihjaus herätti ehkä suhteettomankin paljon huomiota kommenttien perusteella, päätin panna asian mediaseurantaan. Kauaa ei tarvinnut odottaa ensimmäistä täysosumaa.

Saksalainen verkkojulkaisu Kreiszeitung kertoo tuoreesta tutkimuksesta, jonka mukaan saksalainen tuulivoimala surmaa satoja tai jopa tuhansia lepakoita. Saksan ympäristöministeriön rahoittama tutkimus, jonka toteuttivat Hannoverin yliopiston tutkijat, on valitettavasti joko päätetty salata, tai sitä ei muista syistä julkaista. Mikä mahtaisi olla syynä moiselle salailulle maassa, joka mm. lakisääteisesti sulkee rakennustyömaita lintujen pesimäaikojen rauhoittamiseksi ja on tietenkin kieltänyt uhanalaisten villieläinten surmaamisen?

Tutkimuksesta vuodettujen tietojen mukaan pöllölintujen suojeluun keskittynyt EGE-järjestö arvioi, että Saksan 25 000 tuulivoimalaa tappavat vuosittain yli neljännesmiljoona lepakkoa. Järjestö kysyykin ympäristöministeriöltä, pitäisikö "tuulipuistoilta" odottaa samaa lainkuuliaisuutta kuin muiltakin toimijoilta siivekkäiden luontokappaleiden suojelemiseksi. Kiusallisinta asiassa on tietysti se, että Saksan Liittotasavalta ja sen osavaltiot ovat itse rahoittamassa ja tukemassa tuulivoimaloiden rakentamista.

Osa meidänkin lepakkolajeistamme muuttaa talveksi Keski-Eurooppaan tai kenties pidemmällekin. Näitä Suomen rajojen yli muuttavia lajeja ovat ainakin isolepakko, kimolepakko, vaivaislepakko, pikkulepakko sekä kääpiölepakko. Kun Saksassa ja Ruotsissa nimenomaan muuttavien lepakoiden on todettu olevan herkimpiä törmäämään tuulivoimaloihin (Ahlén et al. 2007), saattaa kasvaneella tuulivoimarakentamisella niin Saksassa, Tanskassa, Ruotsissa kuin Suomessa olla kohta todellista vaikutusta myös meidän lepakkokantoihimme.

Yksinkertainen ilmastomalli pelittää monimutkaisia paremmin

Professori Ole Humlum

Oslon yliopiston geofysiikan professori Ole Humlum ja astrofysiikan emeritusprofessori Jan-Erik Solheim ovat esitelleet yksikertaisen ilmastomallinsa. Malli perustuu pääosiltaan niihinsyklisiin muutoksiin, joita globaalissa ilmastossa on havaittu lyhyen mittaushistorian aikana. Erikoista mallinnuksessa on se, että toisin kuin useimmissa jokseenkin poikkeuksetta väärin ennustaneissa malleissa Humlumin malli ei laske hiilidioksidille havaittavissa olevaa lämpötilaa nostavaa vaikutusta. Mutta tuon asian merkityksestä esitän pari ajatusta kirjoituksen lopussa. Katsotaanpa ensin, miten Humlumin malli on kyennyt simuloimaan menneen ilmaston.

Humlum ja Solheim ottavat lähtökohdaksi globaalin HadCRUT4-lämpöaikasarjan vuodesta 1850 alkaen. Sen kuvaaja ja sinisellä merkitty lineaarinen trendi - +0,47 astetta sadassa vuodessa - näkyvät seuraavassa kuvassa.

Kuva 1. Globaali lämpötila 1850 - toukokuu 2013 ja trendi (sin.)

Kun tuo koko mittaushistorian aikainen lämpeneminen poistetaan kuvaajasta, saadaan näkyviin viimeisen 160 vuoden aikainen lämpötilan oskillointi, joka on esitetty kuvassa 2. Tuossa kuvaajassa näkyvät selvästi lämpöhuiput noin vuosina 1880, 1945 ja 2005 sekä kylmimmät jaksot, jotka ajoittuvat 1910- ja 1970-luvuille. Kun kuvaajan datalle vuoteen 2000 asti tehdään silmämääräistä syvempi taajuusanalyysi, havaitaan että lämpötilassa näyttää esiintyvän merkitsevää jaksollisuutta 69, 148, 21 and 9,2 vuoden välein.

Kuva 2. Lämpötila ilman trendiä 0,47^oC/100v