Ilmastonmuutoksen lyhyt "historia":
Miksi tällaista aikasarjojen normalisointia tehdään?
Kun sääaseman ympäristö muuttuu, alueellinen mikroilmasto muuttuu ja sitä tietä näkyy muutoksia mm. kerätyissä keskilämpötiloissa. Tämän näkee suurempien kaupunkien keskustojen ollessa 1-2 astetta lähiöitä lämpimämpiä. Kaikki se paikallinen energiankäyttö näkyy mikroilmastossa.
Valitettavasti tämän alueellisen muutoksen suuruutta ei ole helppo arvioida, eikä se ole mitenkään lineaarista, tai edes samanaikaista kaikkialla.
Edes Helsingin Kaisaniemen sääaseman mittaussarjat eivät ole kaupunkien rakenteen muutoksista vapaat, vaikka se onkin ollut rakennetun kaupungin keskustassa yli 50 vuotta ja kaupungin reuna on etääntynyt jatkuvasti.
Olisiko olemassa parempia tapoja käsitellä mikroilmaston vaikutusta aikasarjoihin? Kyllä, lisää refrenssimittausasemia ympäriinsä, erityisesti kaupunkien läheisille (50-100 km) maaseuduille. Omat vaikeutensa on merien ja vesistöjen vaikutuksista dataan, onhan Suomenkin rannikkovedet ja järvet suurimman osaa kesää kylmempiä kuin maa ja syksyllä ne ovat pitkään lämpimämpiä.
Merien vaikutus:
Suomen meret ja järvet ovat kuitenkin vain mikroilmastoa verrattuna valtamerien lämpösykleihin.
El Niño-Southern Oscillation ilmiön vaikutukset ovat melko globaaleja ja hitaita ja kertovat, että pari lämmintä kesää ei vielä tarkoita pysyvää ilmaston luonteen muutosta. Kyllähän El Niño/La Nina näkyy vuoden keskilämpötiloissa, mutta dataa pitää verrata peräkkäisten samaa syklin vaihetta koskevien mittausten kanssa nähdäkseen muutoksia jotka eivät ole vain lyhytjaksoista vaihtelua ENSO:n takia.
Antroposofisen Ilmastonmuutoksen opin mukaan ENSO johtuu ihmisestä viimeisen vajaan 100 vuoden aikana, mutta nykyisen Guatemalan alkuperäisten Maya-kansojen kaupunkikulttuurin luhistumisen aikoihin yli 600 vuotta sitten ei ihminen ollut ENSO:n syynä.
Muita tekijöitä ilmaston keskilämpötilassa
Maapallon ilmasto on kokonaisuudessaan homeostaattinen järjestelmä. Kaikkia takaisinkytkentöjä ei ole edes tunnistettu, josta seuraa että ilmastomallinnus ajaa kovin usein metsään.
Homeostaattisuudesta kertoo, että auringon lämpösäteily on kasvanut noin 20% neljän miljardin vuoden aikana ja meillä on koko ajan ollut olosuhteet joissa vesi esiintyy vetenä, eikä täydellistä jäätymistä ole kai sittenkään koskaan tapahtunut ("Snowball earth" on päätelty muutamista geologisista vihjeistä mantereilla, mutta voi sittenkin olla, ettei meret olleet kokonaan jäässä.)
Rajuimpia globaaliin ilmastoon vaikuttaneita juttuja ovat olleet muutamat laavatasankopurkaukset ja pari asteroiditörmäystä. Isot tulivuorenpurkaukset ovat aiheuttaneet jäähtymisjaksoja joiden pituus on riippunut stratosfääriin päätyneen rikkidioksidin määrästä.
Lentoliikenne polttaa 10 km korkeudessa paljon kerosiinia, josta tulee sekä hiilidioksidia että vettä (ja hiukan typen oksideja). Kun USA:n lentoliikenne oli muutaman päivän seis vuonna 2001, siellä havaittiin ihmeellinen ilmiö: taivas kirkastui! Siis lentoliikenne yksinään tuotti merkittävän määrän pohjoisameriikan mantereen yläpilvistä. Yläpilvet puolestaan heijastavat maahan tulevaa auringonvaloa tehokkaasti avaruuteen - niiden yläpuolella on enää noin 1/4 osa ilmakehästä joka ei juurikaan pidättele lämpösäteilyä vaan antaa sen mennä avaruuden loputtomaan lämpönieluun.
Homeostaattisia osia ilmastossa on ainakin, että lisääntynyt alailmakehän lämpötila lisää pintavesien haihtumista ja pilvenmuodostusta, joka puolestaan vähentää maahan asti saapuvan lämpösäteilyn määrää. Samalla yöaikaan pilvikerros pidättää pinnalla olevaa lämpöä maanpinnassa, eikä päästä sitä niin vain avaruuteen.
Lisääntynyt lämpötila siis lisää haihtumista, mikä kuivaa pintaa ja mahdollistaa pölyjen nousun ilmakehään. Pölyt puolestaan vaikuttavat jäähdyttävästi muuntamalla saapuvaa valoa ja lämpösäteilyä pitempiaaltoiseksi lämpösäteilyksi joka pääsee karkaamaan avaruuteen.
"Mutta jäätikköjen sulamiset!"
Niinpä. On vahvaa näyttöä että jotkut jäätiköt ovat pienentyneet kooltaan. Silti muutamat eivät ole pienentyneet - sulaminen ja kertyminen ovat pysyneet tasapainossa.
Oikeasti kiinnostavia kysymyksiä ovat jäätase Gröönlannissa ja Antraktiksella. Lisääntyneet jäävirrat eivät vielä itsessään tarkoita että mannerjää sulaisi nopeammin kuin sitä kertyy.
Eteläisessä Gröönlannissa pintajäästä sulaa kesän aikana 0.3-1.0 metriä, mutta talviaikaista uuskertymää ei ole raportoitu samassa yhteydessä jolloin on vaikea sanoa että onko kyse taseesta, vai vain kesäaikaisesta sulamisesta. Gröönlannin mereen päätyvät jäätikkovirrat ovat nopeutuneet niin että jään irtoaminen tapahtuu syvemmällä vuonon perällä, mutta onko jäävirran volyymi kasvanut?
Etelänavalla lunta kertyy jatkuvasti (vanha etelänapa-asema on aina vaan syvemmällä lumessa), vaikka etelänapamantereen reunalla merijäätiköt pienenevät. Pääsyyksi näiden isojen merijäätiköiden irtoamiseen on löydetty lisääntynyt aallokko, joka johtuu lisääntyneistä tuulista ja ne puolestaan ilmakehässä olevasta lisäenergiasta.
Mikä jäätiköiden volyymissä kiinnostaa?
Kun tarpeeksi monta kuutiokilometriä merenpinnan yläpuolella olevaa jäätä sulaa, se näkyy merenpinnan globaalina kohoamisena.
Merijää ei vaikuta globaaliin pinnankorkeuteen, sehän kelluu meressä.
Seikka joka tulee myös kiinnostamaan globaalisti on sen vesimäärän paksuus, jonka lämpötila on korkeampi kuin +4C. Tuo noin +4C on lämpötila jossa vesi on tiheimmillään ja syvät vedet ovat pääasiassa sitä.
Veden lämpötilan ollessa +16C, se on 1/1000 osaa kevyempää kuin +4C lämpöinen vesi, eli se ottaa 1.001 kertaa tilavuuden, jonka 12C kylmempi vesi ottaa. Jos 100 metriä paksu kerros pintavettä on keskilämpötilaltaan +16C, se on 0.1 metriä paksumpi, kuin sama vesi +4C lämpötilassa. Merien pintaveden lämmönnousulla ei saa selitettyä uhkakuvina tarjottuja kymmenien metrien merenpinnan nousuja.
Jopa vallitsevat tuuliolosuhteet ovat merkittävämpiä merenpinnan korkeuteen vaikuttavia tekijöitä. Radikaaleimmillaan tämä on Hurrikaanien/Taifuunien nostattamissa tulva-aalloissa ja suurimmillaan voimakkaiden Pohjoisatlantin myrskyjen Pohjanmerelle ajaman vesikumpareen saapuessa Hollannin ja Englannin rannikoille.
No lämpeneekö vai ei? Mitä se vaikuttaa paikkaan X?
Kyllä kai lämpenee, mutta kuinka paljon?
Kuinka paljon erilaiset homeostaattiset takaisinkytkennät hillitsevät lämpenemistä?
Täällä pohjoisessa on todella vaikea sanoa että mitä tulevan pitää.
Viimeisen 20 vuoden aikana olemme nähneet:
Atlantin hurrikaanien esiintymistiheydessä on luultu olevan jaksollisuutta ja vuosi 2009 oli odotettua paljon hiljaisempi.
Aurinkokin on pitänyt hiljaista kautta yllättävän pitkään, jolloin auringon säteilyn intensitteetti on laskenut muutaman promillen.
Se tiedetään että Maunderin minimin aikaan (1645-1715) auringonpilkut puuttuivat laajalti ja maapallolla oli kylmä kausi jota on kutsuttu jopa pikkujääkaudeksi. Puolestaan 1200-1300 luvuilla oli hyvin paljon auringonpilkkuja ja eteläisessä Gröönlannissa viikinkien asutus kukoisti.
Paljonko ilmastolla on sitten lopulta herkkyyttä millekin asialle? Ehkä niin paljon, että pienetkin syöttävät muutokset aikaansaavat isomman sarjan muutoksia jotka vielä interferoivat keskenään. Ilmiöiden keskinäisistä riippuvuuksista ja aikaskaaloista/viiveistä johtuen on vaikea sanoa että A=f(B), kun todennäköisemmin A=f(A',B,C,D,E,F,G,H,...)
Mitä Suomessa?
Kiillotettu lyijylasipalloni kertoo... että ilmakehän lisääntynyt energiamäärä aikaansaa täällä yläleveysasteilla entistä suurempia sääilmiöiden vaihteluja. Talvella -30C on usein toistuvaa ja kesällä +30C.
("Usein" = jopa vain muutaman vuoden välein, jos ei joka vuosi.)
- 1960 luvulla pelättiin jääkauden alkavan.
- 1970 luvulla alkoi Antroposofinen Ilmastonmuutoksen oppi
- 2009 Helsinki myi pois lumiaurauskalustonsa, kun oli ollut useampi lämmin ja vähäluminen talvi peräkkäin, 2010 talvi onkin sitten ollut poikkeuksellisen runsasluminen Suomenlahden rannalla
- 2010 YK:n IPCC tiedepaneelin maine on kärsinyt pahasti, kun paljastui että pintasääasemien datan aikasarjojen normalisointi onkin luonut suuren osan viimeisen 30 vuoden lämpenemisestä
Miksi tällaista aikasarjojen normalisointia tehdään?
Kun sääaseman ympäristö muuttuu, alueellinen mikroilmasto muuttuu ja sitä tietä näkyy muutoksia mm. kerätyissä keskilämpötiloissa. Tämän näkee suurempien kaupunkien keskustojen ollessa 1-2 astetta lähiöitä lämpimämpiä. Kaikki se paikallinen energiankäyttö näkyy mikroilmastossa.
Valitettavasti tämän alueellisen muutoksen suuruutta ei ole helppo arvioida, eikä se ole mitenkään lineaarista, tai edes samanaikaista kaikkialla.
Edes Helsingin Kaisaniemen sääaseman mittaussarjat eivät ole kaupunkien rakenteen muutoksista vapaat, vaikka se onkin ollut rakennetun kaupungin keskustassa yli 50 vuotta ja kaupungin reuna on etääntynyt jatkuvasti.
Olisiko olemassa parempia tapoja käsitellä mikroilmaston vaikutusta aikasarjoihin? Kyllä, lisää refrenssimittausasemia ympäriinsä, erityisesti kaupunkien läheisille (50-100 km) maaseuduille. Omat vaikeutensa on merien ja vesistöjen vaikutuksista dataan, onhan Suomenkin rannikkovedet ja järvet suurimman osaa kesää kylmempiä kuin maa ja syksyllä ne ovat pitkään lämpimämpiä.
Merien vaikutus:
Suomen meret ja järvet ovat kuitenkin vain mikroilmastoa verrattuna valtamerien lämpösykleihin.
El Niño-Southern Oscillation ilmiön vaikutukset ovat melko globaaleja ja hitaita ja kertovat, että pari lämmintä kesää ei vielä tarkoita pysyvää ilmaston luonteen muutosta. Kyllähän El Niño/La Nina näkyy vuoden keskilämpötiloissa, mutta dataa pitää verrata peräkkäisten samaa syklin vaihetta koskevien mittausten kanssa nähdäkseen muutoksia jotka eivät ole vain lyhytjaksoista vaihtelua ENSO:n takia.
Antroposofisen Ilmastonmuutoksen opin mukaan ENSO johtuu ihmisestä viimeisen vajaan 100 vuoden aikana, mutta nykyisen Guatemalan alkuperäisten Maya-kansojen kaupunkikulttuurin luhistumisen aikoihin yli 600 vuotta sitten ei ihminen ollut ENSO:n syynä.
Muita tekijöitä ilmaston keskilämpötilassa
Maapallon ilmasto on kokonaisuudessaan homeostaattinen järjestelmä. Kaikkia takaisinkytkentöjä ei ole edes tunnistettu, josta seuraa että ilmastomallinnus ajaa kovin usein metsään.
Homeostaattisuudesta kertoo, että auringon lämpösäteily on kasvanut noin 20% neljän miljardin vuoden aikana ja meillä on koko ajan ollut olosuhteet joissa vesi esiintyy vetenä, eikä täydellistä jäätymistä ole kai sittenkään koskaan tapahtunut ("Snowball earth" on päätelty muutamista geologisista vihjeistä mantereilla, mutta voi sittenkin olla, ettei meret olleet kokonaan jäässä.)
Rajuimpia globaaliin ilmastoon vaikuttaneita juttuja ovat olleet muutamat laavatasankopurkaukset ja pari asteroiditörmäystä. Isot tulivuorenpurkaukset ovat aiheuttaneet jäähtymisjaksoja joiden pituus on riippunut stratosfääriin päätyneen rikkidioksidin määrästä.
Lentoliikenne polttaa 10 km korkeudessa paljon kerosiinia, josta tulee sekä hiilidioksidia että vettä (ja hiukan typen oksideja). Kun USA:n lentoliikenne oli muutaman päivän seis vuonna 2001, siellä havaittiin ihmeellinen ilmiö: taivas kirkastui! Siis lentoliikenne yksinään tuotti merkittävän määrän pohjoisameriikan mantereen yläpilvistä. Yläpilvet puolestaan heijastavat maahan tulevaa auringonvaloa tehokkaasti avaruuteen - niiden yläpuolella on enää noin 1/4 osa ilmakehästä joka ei juurikaan pidättele lämpösäteilyä vaan antaa sen mennä avaruuden loputtomaan lämpönieluun.
Homeostaattisia osia ilmastossa on ainakin, että lisääntynyt alailmakehän lämpötila lisää pintavesien haihtumista ja pilvenmuodostusta, joka puolestaan vähentää maahan asti saapuvan lämpösäteilyn määrää. Samalla yöaikaan pilvikerros pidättää pinnalla olevaa lämpöä maanpinnassa, eikä päästä sitä niin vain avaruuteen.
Lisääntynyt lämpötila siis lisää haihtumista, mikä kuivaa pintaa ja mahdollistaa pölyjen nousun ilmakehään. Pölyt puolestaan vaikuttavat jäähdyttävästi muuntamalla saapuvaa valoa ja lämpösäteilyä pitempiaaltoiseksi lämpösäteilyksi joka pääsee karkaamaan avaruuteen.
"Mutta jäätikköjen sulamiset!"
Niinpä. On vahvaa näyttöä että jotkut jäätiköt ovat pienentyneet kooltaan. Silti muutamat eivät ole pienentyneet - sulaminen ja kertyminen ovat pysyneet tasapainossa.
Oikeasti kiinnostavia kysymyksiä ovat jäätase Gröönlannissa ja Antraktiksella. Lisääntyneet jäävirrat eivät vielä itsessään tarkoita että mannerjää sulaisi nopeammin kuin sitä kertyy.
Eteläisessä Gröönlannissa pintajäästä sulaa kesän aikana 0.3-1.0 metriä, mutta talviaikaista uuskertymää ei ole raportoitu samassa yhteydessä jolloin on vaikea sanoa että onko kyse taseesta, vai vain kesäaikaisesta sulamisesta. Gröönlannin mereen päätyvät jäätikkovirrat ovat nopeutuneet niin että jään irtoaminen tapahtuu syvemmällä vuonon perällä, mutta onko jäävirran volyymi kasvanut?
Etelänavalla lunta kertyy jatkuvasti (vanha etelänapa-asema on aina vaan syvemmällä lumessa), vaikka etelänapamantereen reunalla merijäätiköt pienenevät. Pääsyyksi näiden isojen merijäätiköiden irtoamiseen on löydetty lisääntynyt aallokko, joka johtuu lisääntyneistä tuulista ja ne puolestaan ilmakehässä olevasta lisäenergiasta.
Mikä jäätiköiden volyymissä kiinnostaa?
Kun tarpeeksi monta kuutiokilometriä merenpinnan yläpuolella olevaa jäätä sulaa, se näkyy merenpinnan globaalina kohoamisena.
Merijää ei vaikuta globaaliin pinnankorkeuteen, sehän kelluu meressä.
Seikka joka tulee myös kiinnostamaan globaalisti on sen vesimäärän paksuus, jonka lämpötila on korkeampi kuin +4C. Tuo noin +4C on lämpötila jossa vesi on tiheimmillään ja syvät vedet ovat pääasiassa sitä.
Veden lämpötilan ollessa +16C, se on 1/1000 osaa kevyempää kuin +4C lämpöinen vesi, eli se ottaa 1.001 kertaa tilavuuden, jonka 12C kylmempi vesi ottaa. Jos 100 metriä paksu kerros pintavettä on keskilämpötilaltaan +16C, se on 0.1 metriä paksumpi, kuin sama vesi +4C lämpötilassa. Merien pintaveden lämmönnousulla ei saa selitettyä uhkakuvina tarjottuja kymmenien metrien merenpinnan nousuja.
Jopa vallitsevat tuuliolosuhteet ovat merkittävämpiä merenpinnan korkeuteen vaikuttavia tekijöitä. Radikaaleimmillaan tämä on Hurrikaanien/Taifuunien nostattamissa tulva-aalloissa ja suurimmillaan voimakkaiden Pohjoisatlantin myrskyjen Pohjanmerelle ajaman vesikumpareen saapuessa Hollannin ja Englannin rannikoille.
No lämpeneekö vai ei? Mitä se vaikuttaa paikkaan X?
Kyllä kai lämpenee, mutta kuinka paljon?
Kuinka paljon erilaiset homeostaattiset takaisinkytkennät hillitsevät lämpenemistä?
Täällä pohjoisessa on todella vaikea sanoa että mitä tulevan pitää.
Viimeisen 20 vuoden aikana olemme nähneet:
- Kuumia ja kuivia kesiä
- Viileämpiä ja sateisia kesiä
- Leutoja ja vähälumisia talvia
- Kylmiä ja runsaslumisia talvia
Atlantin hurrikaanien esiintymistiheydessä on luultu olevan jaksollisuutta ja vuosi 2009 oli odotettua paljon hiljaisempi.
Aurinkokin on pitänyt hiljaista kautta yllättävän pitkään, jolloin auringon säteilyn intensitteetti on laskenut muutaman promillen.
Se tiedetään että Maunderin minimin aikaan (1645-1715) auringonpilkut puuttuivat laajalti ja maapallolla oli kylmä kausi jota on kutsuttu jopa pikkujääkaudeksi. Puolestaan 1200-1300 luvuilla oli hyvin paljon auringonpilkkuja ja eteläisessä Gröönlannissa viikinkien asutus kukoisti.
Paljonko ilmastolla on sitten lopulta herkkyyttä millekin asialle? Ehkä niin paljon, että pienetkin syöttävät muutokset aikaansaavat isomman sarjan muutoksia jotka vielä interferoivat keskenään. Ilmiöiden keskinäisistä riippuvuuksista ja aikaskaaloista/viiveistä johtuen on vaikea sanoa että A=f(B), kun todennäköisemmin A=f(A',B,C,D,E,F,G,H,...)
Mitä Suomessa?
Kiillotettu lyijylasipalloni kertoo... että ilmakehän lisääntynyt energiamäärä aikaansaa täällä yläleveysasteilla entistä suurempia sääilmiöiden vaihteluja. Talvella -30C on usein toistuvaa ja kesällä +30C.
("Usein" = jopa vain muutaman vuoden välein, jos ei joka vuosi.)
