Sää ja ilmasto

Sää muuttuu planeetallamme päivittäin. Se muuttuu jatkuvasti, eikä se pysy koskaan täysin samanlaisena. Joskus sää muuttuu niin nopeasti, etteivät ihmiset ehdi reagoida sen muutoksiin.

Jos et pidä Uuden-Englannin säästä, odota muutama minuutti.

Mark Twain
Havainto pätee myös Venäjän Leningradin alueen säähän ja lauhkean mannerilmaston vyöhykkeellä sijaitsevaan Savonlinnaan. Kaupungille ovat ominaisia toistuvat ja ankarat sään vaihtelut, jotka johtuvat matalapaineista, länsituulista ja ympärivuotisista sateista.
1 mm:n sademäärä vastaa 1 litraa (tai 1 kilogrammaa) vettä yhtä maanpinnan neliömetriä kohden.
2−3 metriä sekunnissa puhaltava tuuli voi nostaa aallot 0,6 metriin, ja 10−12 metriä sekunnissa puhaltavien voimakkaiden tuulien aikana aaltojen enimmäiskorkeus voi olla jopa 4 metriä.
Yksi aurinkoisimmista paikoista maapallolla on Kuollutmeri. Alueella on vuodessa noin 330 aurinkoista päivää. Sääennusteiden laatiminen siellä ei siis juurikaan teetä työtä meteorologeille. Lomailijoille säätiedot ovat yleensä kuitenkin tärkeitä.
Severnaja Zemljan saaristo Pohjoisella Jäämerellä on maapallon vähäaurinkoisin paikka. Siellä aurinko paistaa vain 12 päivänä vuodessa.
Maapallon kuumin paikka sijaitsee Yhdysvaltojen Kuolemanlaaksossa, jossa mitattiin 13.7.1913 kaikkien aikojen lämpöennätys, +56,7 °C.
Maapallon kylmin paikka on Etelämantereen itäinen tasanko. Venäjän Vostok-tutkimusaseman alueella Etelämantereella mitattiin 21.7.1983 ennätysalhainen ilman lämpötila, –89,2 °C.
Maailman kylmin maa on Venäjä. Sen vuotuinen keskilämpötila on –5 °C.
Venäjän lisäksi kymmenen maailman kylmimmän maan joukkoon kuuluvat Kanada, Kazakstan, Yhdysvallat, Tanska, Mongolia, Suomi, Norja, Islanti ja Viro.
Tiesitkö?

Tilastojen mukaan yhdeksän kymmenestä keskustelusta saa alkusysäyksensä sään vaihtumisesta.

Skoteillakin on oma mielipiteensä säästä: ”Ei ole huonoa säätä, vain huonoja vaatteita!”

Vaikka sää vaihtuu nopeasti, eri vuodenaikojen säätä on silti mahdollista kuvailla yleisellä tasolla: talvi on kylmä, kesä on kuuma, syksyn on sateinen ja niin edelleen. Eri vuodenaikojen säällä on siis omat ominaispiirteensä. Näitä piirteitä voidaan kutsua ilmastoksi.

Maailman ilmatieteen järjestön mukaan ilmastoksi kutsutaan pitkän aikavälin sääolosuhteita. Vertailukauden pituutena käytetään 30:tä vuotta.

Paikallinen ilmasto riippuu kunkin alueen maantieteellisestä sijainnista.

1
Testi

Mitä seuraavista seikoista voidaan mielestäsi pitää merkkeinä maailmanlaajuisesta ilmastonmuutoksesta?

Vastaus: Ilmastonmuutoksella ei tarkoiteta säätilan poikkeamista normaalista. Esimerkiksi lämmintä kesää ei pidetä merkkinä ilmaston lämpenemisestä. Globaali ilmastonmuutos vuosikymmeniä kestävä pitkällä aikavälillä havaittava muutos eli keskilämpötilan jatkuva nousu tai lasku sekä äärimmäisten sääilmiöiden esiintymistiheyden muutos.

Ilmastonmuutos -
luonnollinen prosessi

2
Testi

Olemme kaikki kuulleet meneillään olevasta globaalista ilmastonmuutoksesta. Miten maapallon vuotuinen keskilämpötila on mielestäsi muuttunut viimeisen miljoonan vuoden aikana?

Vastaus: Lämpötila nousee ja laskee jaksottaisesti. Maapallolla on koettu useita lämpenemis- ja jäähtymisjaksoja.
Tiesitkö?
500
miljoonaa vuotta sitten
Viimeiset 500 miljoonaa vuotta maapallolla ovat olleet paljon lämpimämpiä kuin nyt.
50
miljoonaa vuotta sitten
Noin 50 miljoonaa vuotta sitten Intian mannerlaatta törmäsi Euraasian mannerlaattaan, ja Etelämanner ajautui kohti Etelänapaa.
30-40
miljoonaa vuotta sitten
Etelämanner oli jään peitossa.
10
miljoonaa vuotta sitten
Grönlanti sai jääpeitteen.
Näiden muutosten seurauksena maapallon lämpötila on laskenut nykyiselle tasolleen.

Noin 100 000 vuoden välein maapallolla oli lyhyitä lämpimiä jaksoja, joita seurasi pitkiä kylmiä jaksoa. Tällä oli merkittäviä seurauksia ilmastoon ja kaikkeen maapallon elämään.

Noin 67 miljoonaa vuotta sitten maapallon lämpötilan äkillinen ja merkittävä lasku johti dinosaurusten sukupuuttoon.

Suurten mannerjäätiköiden ajanjaksot
Lauhemmat jääkausijaksot (500−100 miljoonaa vuotta sitten Etelämanner oli suurimman osan ajasta ilman jääpeitettä)
Eliöiden massasukupuutot eli ekokatastrofit tapahtuivat noin 370 ja 240 miljoonaa vuotta sitten
Maapallon keskilämpötila viimeisen 500 miljoonan vuoden ajalta
(L. Koenig, NASA)

12 000 vuotta sitten päättyneen viimeisen jääkauden jälkeen ilmasto on ollut suhteellisen vakaa. Noin 3 100 eaa maapallolla koettiin suurin, noin yhden asteen lämpötilan lasku. Järjestäytynyt yhteiskunta syntyi, pronssikausi alkoi ja Egyptissä ja Mesopotamiassa aloitettiin maanviljely. Mutta mitä tapahtuu, jos vuoden keskilämpötila laskee yhdellä asteella? Kun planeetan keskilämpötila laskee yhden asteen, alueellinen ja kausittainen (talvi, kesä) lämpötila voi laskea 7−8 astetta tai jopa 10 astetta ja sademäärä vaihdella jopa 300 mm vuosittain. Mitä 300 mm vuodessa tarkoittaa? Kuivan ilmaston alueilla tämä on 200 prosenttia nimellisarvosta. Toisin sanoen yhden asteen lämpötilan lasku aiheuttaa niin dramaattisia ilmastonmuutoksia, että se vaikuttaa vääjäämättömästi ihmiselämään.

Pohjoisen pallonpuoliskon keskimääräiset lämpötilavaihtelut viimeisen 11 000 vuoden ajalta
(Dansguard ym., 1968; Schönwiese, 1995; Kigwin, 1996)
3
Testi

Keskimääräistä lämpimämmät ja kylmemmät ajanjaksot ovat vuorotelleet maapallolla useasti viimeisen 2 000 vuoden aikana. Lue maapallon ilmastojaksojen erityispiirteistä ja valitse kullekin ajanjaksolle ominaisin piirre.

Roomalainen lämmin kausi
Varhaisen keskiajan kylmä kausi
Keskiajan ilmasto-optimi
Pieni jääkausi
Tämä ajanjakso on viimeisen 2 000 vuoden kylmin kausi.
Tämä ajanjakso on viimeisen 2 000 vuoden kylmin kausi. Euroopassa vuoden keskilämpötila laski jyrkästi.
Luonnon keskilämpötila oli 1−1,5 astetta nykyistä alhaisempi. Yleisesti ottaen ilmastosta on tullut kosteampi ja talvista kylmempiä.
Ajanjakso alkaa Augustuksen hallituskauden alusta.
Vastaus:
Historiallinen tosiasia

Luonnon aiheuttama tuho

1990-luvun alussa tehdyt ensimmäiset meteorologiset tutkimukset muinaisesta Väli-Amerikasta osoittivat, että maya-intiaanien sivilisaatio oli tuhoon tuomittu vuosina 950−1250 tapahtuneen merkittävän ilmastonmuutoksen vuoksi. Tämä pohjoisella pallonpuoliskolla vallinnut lämmin ajanjakso tunnetaan keskiajan lämpimänä kautena tai keskiajan ilmasto-optimina. 800-luvulla mayat joutuivat kärsimään ankarasta kuivuudesta. 1000-luvulla kuivuus oli pahinta kahteen tuhanteen vuoteen. Ensimmäinen kuivuusjakso tuhosi mayojen asutuksia etelässä ja toinen hävitti heidän pohjoiset alueensa kokonaan. Mayojen sivilisaatio ei enää toipunut toisesta kuivuusjaksosta.


Merkittäviä ilmastonmuutoksen aiheuttajia ja niiden ilmenemismuotoja:

Maan kiertoradan muutokset
Saharan autiomaan ajoittainen kasvaminen ja pieneneminen
Auringon aktiivisuuden muutokset 11 vuoden sykleissä
Pieni jääkausi
Tulivuorenpurkaukset
Pieni jääkausi
Kasvihuoneilmiö
Teollistumisen jälkeinen lämpeneminen

Pientä jääkautta koskevat tutkimukset osoittavat, että vaikka Euroopassa ja joillakin muilla alueilla lämpötilat laskivat, muualla, esimerkiksi Väli-Amerikassa, lämpötila sitä vastoin nousi. On tärkeää ymmärtää, että eri puolilla maailmaa tapahtui erilaisia ilmastollisia muutoksia samanaikaisesti.

Lämpötilapoikkeamat (°C)
Rekonstruoidut maanpinnan lämpötilat pienellä jääkaudella (1400−1700 jaa.). Poikkeamat määritellään suhteessa vuosien 1961−1990 viitejakson keskiarvoon. Alueet, joista ei ole saatavilla riittäviä nykyaikaisia pitkän aikavälin pintalämpötilan havainnointitietoja, näkyvät harmaina.
(Mann et al., 2009)

Kun tarkastelemme tämänhetkisiä lämpötilan muutoksia maapallolla, havaitsemme lämpenemistä kaikkialla, lukuun ottamatta yhtä pientä aluetta Atlantin valtameressä.

Havaitut muutokset maanpinnan lämpötiloissa vuosina 1901−2012 (IPCC:n viides arviointiraportti, 2014).

Kasvihuoneilmiö

Usein kasvihuoneilmiötä pidetään suurimpana syynä ilmaston lämpenemiseen. Auringon säteilystä noin 70 prosenttia imeytyy joko Maan ilmakehään tai maanpintaan ja noin 30 prosenttia heijastuu takaisin avaruuteen planeettaamme lämmittämättä.

Maan ja sen ilmakehän muodostama järjestelmä yrittää jatkuvasti ylläpitää auringosta Maahan saapuvan energian ja maasta takaisin avaruuteen virtaavan energian välistä tasapainoa. Jos maapallon järjestelmä muuttuu luonnonilmiöiden (esim. tulivuortenpurkausten) tai ihmisen toiminnan seurauksena ja maapallon energiatase häiriintyy, järjestelmä pyrkii takaisin tasapainoon Maan lämpötilaa nostamalla tai laskemalla.

Mistä maapallon energiatase muodostuu?

Maapallon energiatase, kasvihuoneilmiö mukaan lukien (R. Simmon, 2020; Trenberth ym., 2009; Loeb ym., 2009)
Miten kasvihuonekaasut vaikuttavat Maan ja sen ilmakehän muodostamaan järjestelmään?
4
Testi

Kasvihuoneilmiö maapallolla voimistuu, koska maanpinnalta heijastuva auringon säteily jää ”loukkuun” ilmakehään. Mitkä ilmakehään vapautuvista kaasuista vaikuttavat eniten maapallon kasvihuoneilmiöön?

Vastaus: Vesihöyty (72%), hiilidioksidi (17%), metaani (6%), otsoni (5%).

Ilmakehän vesihöyry nostaa maanpinnan keskilämpötilaa yli 30 °C:lla. Ilman vesihöyryä maanpinnan keskilämpötila olisi −18 °C, eli joet ja valtameret olisivat aina jäässä eikä kasveja kasvaisi missään. Luonnollisen kasvihuoneilmiön ansiosta maapallon keskilämpötila on +15 °C. Hiilidioksidi nostaa tätä arvoa usealla asteella. Myös metaanilla on erityinen roolinsa kasvihuoneilmiössä, mutta ilmakehän vähäisen metaanipitoisuuden vuoksi sen kokonaisvaikutus on vielä suhteellisen pieni. Kaikista luetelluista kaasuista otsonilla on vähäisin vaikutus kasvihuoneilmiöön.

Historiallinen tosiasia
Luonnon aiheuttama tuho

Tutkimukset vahvistavat, että mayat muuttivat trooppisten metsien ekosysteemejä. Kasvava ruoan tarve pakotti mayat laajentamaan viljelymaitaan metsiä hävittämällä. Metsien polttaminen ja maanviljely saattoi vapauttaa hiilidioksidia ja metaania, joka muutti paikallista ilmastoa. Korkeampi lämpötila ja alhaisemmat sademäärät aiheuttivat kuivuutta ja maaperän eroosiota, mikä johti ruokapulaan ja lopulta mayojen tuhoon.

Ihminen on tehostanut
kasvihuoneilmiötä 5 prosenttia

Jotkut kasvihuonekaasut syntyvät luonnollisten prosessien tuloksena: Ihmisten ja eläinten hengitys sekä tulivuorenpurkaukset vapauttavat ilmaan hiilidioksidia (CO2). Suot, järvet ja valtameret, märehtijät ja jopa hyönteiset vapauttavat ilmakehään metaania.

Ilmastonmuutos voi johtua lisääntyneestä auringon aktiivisuudesta tai putoavista meteoriiteista. Viimeisen 2 500 vuoden aikana tulivuorenpurkaukset ovat olleet pääasiallinen syy lämpötilan nousuun ja voimakkaisiin laskuihin. Mikään näistä tekijöistä ei kuitenkaan selitä viimeisen 50 vuoden aikana havaittua lämpenemistä.

Etelämantereen ja Grönlannin tutkijoiden jäänkairausnäytteet ovat tarjonneet paljon uutta tietoa planeettamme ilmastonmuutoksesta viimeisen 500 000 vuoden ajalta.

Ilmaston pääpiirteitä koskevat kaaviot jääkairausnäytteiden perusteella (J. Hansen ja M. Sato, 2011; Petit ym., 1999)

— lämpötila

Ylin, punainen käyrä on lämpötilakäyrä. Geologisesta näkökulmasta katsoen tällä hetkellä on meneillään lämmin ajanjakso (nykyinen interglasiaali), jota kutsutaan holoseeniksi. Se on vaaka-akselin nollakohdassa. Etelämantereella edellisen kylmän jakson huippu oli noin 20 000 vuotta sitten, jolloin lämpötila oli noin 10 astetta nykyistä alhaisempi. Edellinen interglasiaali oli puolestaan 120 000 vuotta sitten. Nämä toistuvat kylmät ja lämpimät ajanjaksot (glasiaalit ja interglasiaalit) kestävät noin 100 000 vuotta kerrallaan, ja niissä voi olla lyhyempiä lämpimiä ja pidempiä kylmiä kausia.

— ilmakehän pölypitoisuus

Yläosassa oleva keltainen käyrä osoittaa ilmakehän pölypitoisuuden, joka kylminä kausina oli 20−30 kertaa nykyistä suurempi. Tämä tarkoittaa, että ilmasto oli kuivempi ja ilmankierto voimakkaampaa. Lisäksi mannerten pinta-ala oli nykyistä suurempi, sillä merenpinta oli 120 metriä matalammalla. Samaan aikaan mantereille varastoitui paljon vettä mannerjäätiköiden muodossa.

— kasvihuonekaasut

Vihreät käyrät kuvaavat kasvihuonekaasujen pitoisuutta: ylempi hiilidioksidipitoisuutta (mill2) ja alempi metaanipitoisuutta. Jääkairausnäytteistä saadut tiedot osoittavat lämpötilavaihteluiden ja CO2-pitoisuuden läheisen yhteyden. Tarkoittaako tämä, että ilmastonmuutos johtui alun perin kasvihuonekaasuista? Luultavasti ei. Alkujaan muutos johtui tulevan auringonsäteilyn vaihteluista (Milankovićin jaksot). Ilmastojärjestelmä valtamerineen ja jääpeitteineen vahvisti sittemmin tavalla tai toisella tätä alkujaan hyvin heikkoa muutosta. Tämän jälkeen kasvihuonekaasuista tuli pääsyy lämpötilan nousuun.

Tiedämme nyt, että nykyinen CO2-pitoisuus ei ole normaalilla tasolla. Onko siihen luonnollinen syy vai onko se ihmisen toiminnan aiheuttamaa? Jos haluamme vastauksen kysymykseen, meidän on ensin tarkasteltava hiilen kiertokulkua planeetallamme.

Saman aineen atomit voivat sisältää eri määrän neutroneiksi kutsuttuja hiukkasia. Ilmakehän hiilidioksidin alkuperä on mahdollista määrittää neutronien lukumäärän perusteella, sillä lukumäärä kertoo, onko hiilidioksidi vapautunut elävistä organismeista vai hiilen, öljyn ja maakaasun palamisen yhteydessä.

Kokorin A.O., Smirnova E.V., Zamolodchikov D.G. Changing of the climate. A book for high school teachers. Moskova: WWF, 2013, s. 220.

Ennen kuin ihminen alkoi toiminnallaan vakavasti vaikuttaa ilmakehän koostumukseen, hiilen määrä ilmakehässä oli noin 600 miljardia tonnia (600 gigatonnia). Kasvit kuluttivat vuosittain noin 120 gigatonnia hiiltä. Näin ollen kaikki maapallon puut olisivat voineet kuluttaa kaiken ilmakehässä olevan hiilen vain viidessä tai kuudessa vuodessa. Näin ei kuitenkaan koskaan käynyt, sillä kasvit vapauttavat hiilidioksidia myös takaisin ilmakehään kasvihengityksen ja maatumisen seurauksena. Lisäksi CO2 liukenee helposti veteen ja siirtyy meriin, jossa sitä esiintyy liuenneen orgaanisen ja epäorgaanisen hiilen muodossa. Meressä hiilidioksidia kuluttavat meren mikrobiomi ja kasvit. Valtameret vapauttavat hiilidioksidia myös takaisin ilmakehään. Aiemmin koko hiilidioksidivaihto on ollut tasapainossa. Fossiiliset polttoaineet ovat varastoineet useita tuhansia miljardeja tonneja hiiltä, ja ikiroutaan on ollut varastoituneena valtava määrä hiilidioksidia. Tulivuoret vapauttavat CO2-päästöjä, vaikkakin suhteellisen vähän eli vain noin 0,1 gigatonnia vuosittain.

Suuri muutos tapahtui, kun ihminen alkoi louhia hiiltä, pumpata öljyä ja kaasua ja käyttää näitä orgaanisia fossiilisia polttoaineita energian ja lämmön tuottamiseen. Kehittyneen teollistumisen aikakauden myötä hiilidioksidipäästöt ovat nousseet noin 10 miljardiin tonniin vuodessa. Se on sata kertaa enemmän kuin planeettamme kaikkien tulivuorten päästöt yhteensä!

23
miljoonaa vuotta sitten
Viimeisten 23 miljoonan vuoden aikana ilmakehän CO2-pitoisuus on laskenut lineaarisesti 5 ppm:n vauhdilla miljoonaa vuotta kohti.
800
tuhatta vuotta sitten
Teollista vallankumousta edeltäneiden 800 000 vuoden aikana ilmakehän CO2-pitoisuus ei koskaan ylittänyt 300 ppm:n arvoa.
200
vuotta sitten
200 vuotta sitten ilmakehän CO2-pitoisuus alkoi kasvaa 5 ppm vuosikymmentä kohti.
23
miljoonaa vuotta sitten
Vuonna 2020 ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli 411 ppm, mikä oli suurin pitoisuus viimeiseen 23 miljoonan vuoteen.
2
miljardia tonnia
Maailman CO2-päästöt kasvoivat vuoden 1900 kahdesta miljardista tonnista yli 36 miljardiin tonniin vuonna 2015.
5
Testi

Hiilijalanjälkemme kertoo henkilökohtaisen osuutemme CO2-päästöistä. Ympäristönsuojelijat pitävät alla olevia päästöjen vähentämistoimenpiteitä tehokkaimpina keinoina oman hiilijalanjälkemme pienentämiseen. Aseta toimenpiteet oikeaan järjestykseen tehokkaimmasta vähiten tehokkaaseen.

Kasviperäisen ruokavalion noudattaminen
Ympäristöystävällisten energialähteiden käyttäminen
Omasta autosta luopuminen
Pitkien lentomatkojen vähentäminen
1
2
3
4
Vastaus: Pohdi asiaa seuraavan perusteella: Kotitaloudessa pikkulapsista johtuen voi syntyä suuria määriä kiinteää jätettä. Vaippaikäinen käyttää 5000-6000 vaippaa ennen kuin oppii käymään potalla. Tämä vastaa 1,5 tonnia jätettä jota voidaan käsitellään vain vähän. Mitä nopeammin lapsi oppii kuivaksi, sitä enemmän luonnonvaroja säästyy. Vastaavasti on mahdollista pienentää hiilijalanjälkeä 2,4 tonnia co2-ekvivalenttia jos pystyy elämään ilman autoa. Vihreän energian käyttöä auttaa pienentämään henkilökohtaista hiilijalanjälkelä 1,8 tonnilla. Jokainen vältetty Atlantin ylittävä lento pienentää hiilipäästöjä 1,6 tonnilla. Kasvisruokavalion valitseminen merkitsee vuosittain 0,8 tonnin vähennystä hiilidioksidipäästöihin henkeä kohti.
Emission savings (tCO2e per year
(S. Wynes and K. A Nicholas, 2017)
Puut sitovat
120 kg CO2-päästöjä
vuodessa

Yhden tavallisen puun ilmakehään vuodessa vapauttama happimäärä riittää kolmihenkisen perheen tarpeisiin.

Yksi täysikasvuinen puu sitoo vuodessa 120 kg CO2-päästöjä ja vapauttaa noin 120 kg happea.

Yksi auto kuluttaa saman määrän happea (120 kg) käyttäessään yhden tankillisen (noin 50 litraa) bensiiniä.

Kasvihuonekaasupäästöjen pääasiallinen lähde ovat hiilidioksidipäästöt, joita aiheutuu fossiilisten polttoaineiden eli hiilen, öljyn ja maakaasun polttamisesta. Kauan aikaa sitten, kun maapallon lämpötila oli kymmenen astetta korkeampi, kasvit kukoistivat. Ne sitoivat ilmakehän CO2-päästöjä, kuolivat, maatuivat ja muuttuivat miljoonien vuosien saatossa hiileksi, öljyksi ja kaasuksi. Polttamalla fossiilisia polttoaineita ihminen tuottaa ilmakehään CO2-päästöjä ennennäkemättömän nopeasti. Meret ja metsät ovat tärkeimpiä hiilidioksidinieluja maan päällä. Kun CO2-päästöjä sitovia metsiä ja kosteikkoja hävitetään, hakkuut ja kuivatus vapauttavat varastoitunutta hiilidioksidia. Tämä lisää puolestaan kasvihuoneilmiötä

6
Testi

Millä ilmastovyöhykkeellä suurin osa maapallon metsistä kasvaa?

Vastaus: Trooppinen (45%), boreaalinen (27%), lauhkea (16%), subtrooppinen (11%).
Tiesitkö?

Metsää koskevia tilastotietoja

Ihmisiä on ollut olemassa alle 1 % metsien elinajasta
noin 400 miljoonaa vuotta sitten
< 1%
Metsät alkoivat kasvaa
noin 400 miljoonaa vuotta sitten
Ensimmäiset ihmiset (Homo habilis)
ilmaantuivat noin 2 miljoonaa vuotta sitten
Boreaalisten ja trooppisten metsien imukyky on sama
 
 
Trooppiset metsät
75% kasveissa
Boreaaliset metsät
50% karikkeessa ja maaperässä
Boreaaliset metsät ovat maapallon nuorimpia metsiä
10 tuhatta vuotta sitten
5 tuhatta vuotta sitten
Boreaaliset metsät
10 tuhatta vuotta sitten
Boreaalinen monimuotoisuus
5 tuhatta vuotta sitten

Boreaalisen vyöhykkeen metsän kasvavat maailman pohjoisilla alueilla. 15 miljoonan neliökilometrin laajuisina ne muodostavat maapallon suurimman biomin. Euraasiassa näitä metsävyöhykkeitä kutsutaan taigaksi. Kaakkois-Suomi ja Leningradin alue sijaitsevat havumetsävyöhykkeen eteläosassa, missä kasvillisuus on monimuotoisinta. Havupuut ovat taigalle tyypillisiä. Yleisimpiä lajeja ovat kuusi (Picea), mänty (Pinus) ja lehtikuusi (Larix). Jokainen laji yleisenä esiintyessään muodostaa omantyyppisensä ympäristön, jossa kasvaa omanlaisensa kasvilajisto. Havupuiden erikoispiirteitä määrittää niiden kasvuympäristö ja sinä tapahtuvat vuotuiset vaihtelut. Erityisesti lämpötilan nousu ja kosteuden lisääntyminen sekä auringon säteilyn kasvu nopeuttavat puiden kasvua. Yleisimpiä lehtipuita eteläisellä havumetsävyöhykkeellä ovat koivu (Pendula), haapa (Populus tremula) ja paju (Salix). Koivu ja haapa sitovat tutkimusten mukaan hiilidioksidia nopeasti. Niitä voitaisiin käyttää myös viljelyinä hiilivarastojen kasvattamiseen sopivilla mailla. 15 hehtaarin kasvava koivumetsä voi sitoa kahden tuhannen henkilöauton hiilidioksidipäästöt. Jää nähtäväksi, miten kasvillisuus ja puulajit tällä vyöhykkeellä reagoivat ilmastonmuutokseen.

Picea abies
Kuusi (metsäkuusi)
Kuusi (Picea abies) muodostaa pohjoisen metsävyöhykkeen – taigan – tumman havumetsänauhan siellä missä ilmasta verraten kylmä ja kosteutta saadaan riittävästi. Ilmaston lämmetessä kosteus vähenee. Havupuut voivat kosteuden vähentyessä säädellä neulasten ilmarakoja sulkemalla ilmakehään vapauttamansa vesihöyryn määrää. Neulasten ilmarakojen avulla puut säätelevät veden, hapen ja hiilidioksidin vaihduntaa. Tutkimuksissa on selvinnyt että kuusi on kaikkein herkin ilmaston lämpötilanmuutoksille. Näin ollen ilmaston lämpeneminen uhkaa supistaa kuusen levinneisyyttä havumetsävyöhykkeellä. Kautta aikojen kuusella on ollut pohjoisen kansoille suuri taloudellinen merkitys. Siksi sen elinolojen turvaaminen on ensiarvoisen tärkeää.
Betula pendula
Rauduskoivu
Rauduskoivu (Betula pendula) on pioneerilaji metsäpalojen jälkeen. Ilmaston lämpeneminen voimistaa koivulajikkeiden kasvua ja koivu leviää tunturiin ja vuoristotundralle Euraasiassa. Satelliittikuvia analysoimalla tutkijat ovat havainneet että kääpiämuotoina tundralle kasvaneet puut – koivut mukaanlukien – ovat venyneet viimeisten 30-40 vuoden aikana keskimäärin yhden metrin korkuisista kaksimetrisiksi!
Quercus robur
Tammi
Tammi (Quercus robur) on puulaji, joka antaa leimansa paitsi Euroopan kasvillisuudelle ja sen kehitykselle, myös kulttuurin ja yhteiskunnan kehitykselle. Arkeologisissa tutkimuksissa on vahvistettu pohjoisessa tammi on kasvanut aina Kuolan niemimaan pohjoisosia myöten. Viimeisten 500 vuoden aikana tammen puuraja on laskenut havumetsävyöhykkeen eteläosiin. Tammen nykyistä levinneisyyttä rajoittaa ilmaston lisäksi myös kilpailu elintilasta erityisesti kuusen kanssa. Lämpenevä ilmasto yhdessä kuusen taantumisen kanssa antaa tammelle mahdollisuuden yleistyä havumetsävyöhykkeen eteläosassa.
Acer platanoides
Metsävaahtera
Metsävaahtera (Acer platanoides) on eteläisellä havumetsävyöhykkeellä levinnäisyysalueensa pohjoisrajoilla. Pohjoisempana se paleltuu talvella. Vaahtera tarjoaa kauniin lehvästön lisäksi ekosysteemiapalveluja: se on kestää hyvin petrokemiallista saastumista ja suodattaa tehokkaasti epäpuhtauksia ilmasta. Siksi vaahtera sopii hyvin kaupunkipuuksi sekä puskuroiviksi istutuksiksi teollisuuslaitosten ympärille. Havupuiden seurassa vaahtera ei menesty, mutta kasvaa hyvin leveälehtisten lajien kuten tammen ja lehmuksen kanssa yhdessä. Tammen juuret yltävät syvemmälle kuin vaahteran, jolloin puiden välillä on vähemmän kilpailua vedestä ja ravinteista. Tammen ja vaahteran esiintyminen yhdessä ja leviäminen pohjoisella vyöhykkeellä on odotettavissa oleva kehityskulku.
Tilia cordata
Metsälehmus
Metsälehmus (Tilia cordata, vanhalta nimeltä niinipuu) on pohjoisimmaksi levinnyt jalo lehtipuu havumetsävyöhykkeellä. Metsäpuulajina lehmus oli esihistoriallisena aikana laajalle levinnyt kunnes sen hyötykäyttö laajeni. Kivikaudella lehmus oli arvokas niinen lähde. Niintä käytettiin verkkojen ja köysien valmistamisessa ja punontatöissä. Niinen laajamittaisen keräämisen seurauksena, lehmus on monilla alueilla kadonnut metsäkasvillisuudesta. Nykyisin lehmusta esiintyy pääasiassa viljelymetsissä ja kaupunkipuuna. Lehmus kestää hyvin tuhohyönteisiä, pakkasta ja kasvitauteja ja kasvaa nopeasti. Se myös kestää leikkaamista ja muotoilua. Kaupungeissa lehmus elää 60-80-vuotiaaksi, mutta puistoissa joka 100-150-vuotiaaksi. Lehmus tulee toimeen kuusen, männyn, tammen, vaahteran ja koivun kanssa. Olettavasti lehmus tulee yleistymään havumetsävyöhykkeen eteläosassa.

Lisätietoja havumetsävyöhykkeen kasveista ja maailman ilmastosta saat täyttämällä “Taigan salaisuudet”-kyselyn. Kyselyyn pääset paikan päällä tai netissä milloin vain.

7
Testi

Vihreät kasvit tuottavat fotosynteesissä kasvin kasvulle ja kehitykselle välttämättömiä hiilihydraatteja. Fotosynteesiä varten puut sitovat hiilidioksidia ja vettä. Teollisen vallankumouksen jälkeen ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kasvanut nopeasti. Miten uskot sen vaikuttaneen puihin?

Vastaus: Tutkijoiden mukaan kaikki edellä esitetyt väitteet pitävät paikkansa. Viimeisen vuosisadan aikan hiilidioksidipitoisuuden noususta johtuen puut ovat sitoneet enemmän hiilidioksidia ja vapauttaneet enemmän vesihöyryä. Samalla metsien hävittäminen ja lajiston yksipuolistuminen (mukaan lukien aluskasvusto), ovat vähentäneet merkittävästi hiilen sidontaa sekä lisänneet hiilen vapautumista ilmakehään lahoavasta biomassasta kuten lehdistä, rungoista ja juurista. Samalla ajanjaksolla kohonneet kesän lämpötilat ja kasvihuonekaasujen lisääntyminen ovat lisänneet puiden veden kulutusta. Siperianlehtikuusi kuluttaa 14 % enemmän vettä Etelä-Siperiassa ja peräti 50% enemmän Suomessa ja Ruotsissa.

Ilmaston lämpeneminen

±0,1°C
11 vuoden pituinen aurinkosykli saa aikaan enintään ±0,1 °C:een muutoksen maan lämpötilassa.
1,1°C
Maapallon keskilämpötila on noussut 1,1 °C vuodesta 1880.
0,17°C
Vuodesta 1975 lähtien maapallo on lämmennyt noin 0,17 °C vuosikymmenessä.
0,47°C
Venäjällä lämpötila nousee kaksi ja puoli kertaa nopeammin eli 0,47 °C vuosikymmenessä.
0,8ºC
Arktisella alueella lämpötila nousee 0,8 °C vuosikymmenessä.
2020
Vuosi 2020 oli pohjoisen pallonpuoliskon mittaushistorian lämpimin.
Poikkeavuuksia ilman vuotuisessa keskilämpötilassa vuonna 2020 pohjoisella pallonpuoliskolla
GBU, Venäjän hydrometeorologinen keskus

Jos jäätiköt sulavat lämpenemisen seurauksena, meriveteen sekoittuu runsaasti makeaa vettä. Grönlannin mannerjäätikön sulamisvesi voi lievästäkin lämpötilan noususta johtuen vähentää valtameren pintaveden suolapitoisuutta huomattavasti. Tätä tapahtuu korkeilla leveysasteilla, joilla etelästä tullut lämmin vesi jäähtyy, vajoaa syvälle valtamereen ja kulkeutuu takaisin. Kun pintameriveteen sekoittuu jäätiköiden makeaa vettä, veden tiheys laskee: tällöin vesi ei pääse vajoamaan ja virtaamaan etelään, eikä se näin ollen saa aikaan niin kutsuttua termohaliinikiertoa. Golfvirta, joka on osa tätä valtamerten globaalia vedenkiertoa, kuljettaa lämmintä vettä ja tekee Euroopan ilmastosta lauhkean.

Historiallinen tosiasia

Viimeisen jääkauden loppu

Maapallon lämpötila alkoi nousta viimeisen jääkauden lopussa noin 14 500 vuotta sitten. Pohjois-Amerikan mannerjäätiköt sulivat nopeasti, jolloin mantereelta valuva makea vesi sekoittui arktisiin ja subarktisiin meriin. Tällöin myös valtava määrä makeaa vettä patoutui Agassiz-jääjärveen. 12 800 vuotta sitten jääjärvi tyhjeni erittäin nopeasti jopa 100 metriä pitkän jääpadon murruttua. Vedet virtasivat Suurten järvien alueen läpi Saint Lawrencen joen kautta Atlantin valtamereen. Makean veden valtava tulviminen laski valtamerten suolapitoisuutta ja tiheyttä Pohjois-Atlantilla häiriten merivirtojen kiertoa ja hidastaen Golfvirtaa. Tämä todennäköisesti aiheutti väliaikaisen lämpötilan laskun pohjoisella pallonpuoliskolla 12 700−11 600 vuotta sitten. Tuona aikana Agassiz-järvi täyttyi uudelleen, minkä jälkeen se tyhjeni lähes kokonaan noin 10 000 vuotta sitten. Tyhjeneminen luultavasti muutti ilmastoa 8 200 vuotta sitten, jolloin ilmasto äkillisesti kylmeni maailmanlaajuisesti seuraavaksi 2−4 vuosisadaksi.

8
Testi

Mitkä ovat ilmaston lämpenemisen todennäköisimmät vaikutukset pohjoisten maiden ilmastoon 2000-luvun loppuun mennessä?

Todistamme parhaillaan maapallolla laaja-alaista lämpenemistä, lukuun ottamatta joitakin aivan pieniä viileneviä alueita Pohjois-Atlantilla. Lämpeneminen aiheuttaa merijään sulamista, mikä puolestaan hidastaa Golf-virtaa. Tutkijoiden laatimat valtamerien lämpötasapainomallit osoittavat että jäätikön sulamisesta vapautunut vesi ei aiheuta viimeisen jääkauden tapaista viilenemistä. Ilmastotutkijoiden mukaan yli 400 ppm hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä voi aiheuttaa lämpenemisen, joka kumoaa mahdollisen ilmakehän luonnollisen viilenemisvaiheen. Selkää ilmakehän viilenemistä aiheuttavaa fyysistä syytä ei ole havaittavissa.
Tiesitkö?
Arktinen alue ja Etelämanner, 1901–2010:
Valtamerien pinta nousi 19 cm
Seuraavat 200 vuotta:
Valtamerien pinta voi nousta 160 cm
Grönlanti, 2019:
Jopa 90 % mannerjäätikön pinnasta oli sulana
Islanti, elokuu 2019:
Okjökullin jäätikkö suli
Arktinen alue:
Jääkarhut katoavat 20 vuoden kuluessa
Pietari:
Veden haihtuminen Euroopassa lisää Pietarin sateita

Ilmastoennusteet

Maailmanyhteisö yrittää tällä hetkellä pysäyttää ilmaston lämpenemisen. Pariisin ilmastosopimuksesta ovat kuulleet kaikki. Vuoden 2015 Pariisin sopimus tehtiin täydentämään YK:n ilmastonmuutosta koskevaa puitesopimusta, ja sen tavoitteet ovat seuraavat:

  • Pitkän aikavälin tavoitteena on pitää maapallon keskilämpötilan nousu selvästi alle kahdessa asteessa suhteessa esiteolliseen aikaan ja pyrkiä toimiin, joilla lämpeneminen saataisiin rajattua alle puolentoista celsiusasteen.
  • Vuoteen 2050–2100 mennessä ihmisen toiminnan aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt saadaan tasolle, jota kasvit, maaperä ja valtameret voivat käsitellä luonnollisesti.
  • •Maat tarkistavat kansallisesti määritellyt päästötavoitteet viiden vuoden välein. Jokaisen tavoitteen tulisi ylittää aiemmat tavoitteet ja tehostaa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä.
  • Kehittyneiden maiden tulisi osallistua erityiseen ilmastorahastoon, joka auttaa kehitysmaita torjumaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia (kuten luonnonkatastrofeja tai merenpinnan nousua) ja siirtymään uusiutuvan energian käyttöön.
  • Tutkijat ovat kehittäneet viisi skenaariota, jotka ovat eräänlaisia kasvihuonekaasupäästöjen rajoituksiin perustuvia ilmastoennusteita. Näitä malleja kutsutaan yhteisesti RCP-skenaarioiksi (Representative Concentration Trajectories) eli kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kehityskuluiksi. Skenaarioindeksi kuvaa ihmisen aiheuttaman globaalin säteilypakotteen voimakkuutta vuonna 2100:

    RCPPakoteLämpötilaPäästöjen kehitys
    1.91.9 W/m2noin 1.5 °CPäästöt laskevat erittäin jyrkästi
    2.62.6 W/m2noin 2.0 °CPäästöt laskevat jyrkästi
    4.54.6 W/m2noin 2.4 °CPäästöt laskevat hitaasti
    6.06.9 W/m2noin 3.8 °CPäästöt pysyvät samoina
    8.58.5 W/m2noin 4.5 °CPäästöt kasvavat

    YK:n ympäristöohjelma arvioi, että vaikka maat täyttäisivät Pariisin sopimuksen mukaiset sitoumukset, maailman lämpötila nousee silti 3,2 °C esiteolliseen aikaan verrattuna. Huolimatta hiilidioksidipäästöjen lyhytaikaisesta vähenemisestä koronaviruspandemian aikana, kasvihuonekaasupäästöjen vähentämispyrkimykset eivät ole vielä hidastaneet lämpenemistä tai kaasupitoisuuksien kasvuvauhtia.

    Miksi näin? CO2-molekyyli on vakaa, minkä vuoksi maan ja ilmakehän muodostama järjestelmä reagoi hyvin hitaasti. Kun suuri määrä CO2-päästöjä pääsee ilmakehään, ne pysyvät siellä vuosikymmenien tai jopa vuosisatojen ajan. Planeettamme ilmakehän lämpötila ei ole vielä tasapainossa CO2-päästöjen suhteen. Vaikka siis vähentäisimmekin hiilidioksidipäästöjä, kuten olemme viime vuosina yrittäneet tehdä, lämpötila jatkaa nousuaan ilmakehässä jo olevien CO2-päästöjen vuoksi.

    Millaisia ilmastonmuutoksia
    voimme odottaa?

    Lämpenemisskenaarioiden avulla ei voida ennustaa alueellisia ilmastomalleja. Ilmakehässä olevaa vettä tutkivat hydrometeorologit ovat kuitenkin esitelleet tulevista 2000-luvun ilmastonmuutoksista laskelmia, jotka perustuvat säätilastoihin sekä erilaisten globaalien ilmastomallien yhdistelmiin.

    2000-luvulla:

    Maapallon vuotuinen sademäärä lisääntyy 1−3 prosenttia jokaista lämpenemisastetta kohden.
    On odotettavaa, että valtamerissä merkittävin lämmönnousu koskee trooppisen vyöhykkeen pintakerrosta ja pohjoisen pallonpuoliskon subtrooppista vyöhykettä.
    Maailmassa merenpinta nousee 2000-luvun loppuun mennessä 0,26–0,82 metriä 1900-luvun loppuun verrattuna.

    Leningradin alue ja Suomi:

    Miten Leningradin alueen ja Suomen ilmasto muuttuu? (venäjäksi)

    Pitkät ja lämpimät syksyt
    Nopeasti kylmenevät talvet
    Lumisateet harvinaisia
    Aikaisin tuleva kevät
    Toistuvat sateet
    Äärimmäiset sääilmiöt hyvin todennäköisiä
    Tiesitkö?

    Jos ilmastonmuutos ei hidastu vaan jatkuu nykyistä vauhtia, Pohjois-Euroopan kaupunkien ilmastosta tulee nykyisen Etelä-Euroopan ilmaston kaltainen vuoteen 2050 mennessä.

    Ilmastonmuutos etenee maalla noin 20 kilometriä vuodessa.
    Vuonna 2050 pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevien kaupunkien ilmasto muistuttaa noin 1 000 km etelämpänä sijaitsevien alueiden nykyistä ilmastoa:
    Pietarin säästä tulee samanlainen kuin Bulgarian Sofiassa
    Helsingin säästä tulee samanlainen kuin Itävallan Wienissä
    Maarianhaminan säästä tulee samanlainen kuin Unkarin Budapestissa
    9
    Testi

    Eri ilmastomalleja arvioimalla saatiin seuraavat 2000-luvun lopun Leningradin aluetta koskevat ilmaston kehityssuuntaukset:

    • Päivittäisen sademäärän vaihtelu talvikaudella lisääntyy samalla kun vuotuinen sademäärä vähenee. Sademäärän voimakkuus voi lisääntyä 0,25 millimetrillä päivässä tai noin 10 prosentilla, ja rankkasadepäivien määrä nousee 27 prosentista 31 prosenttiin.
    • Vuotuinen ilman vähimmäislämpötila nousee 4–6 °С. Samalla
    • Vuotuisen enimmäislämpötilan muutokset eivät ylitä 3 °C:ta. Tällaiset muutokset lisäävät sulamisen todennäköisyyttä talvella, mikä lyhentää ajanjaksoa, jona lumipeite on vakaa.

    Näiden kriteerien perusteella voit itse ennustaa ilmastonmuutoksen myönteisiä ja kielteisiä vaikutuksia Leningradin/Suomen talouteen täyttämällä lauseiden aukot seuraavilla sanoilla (raahaa sanat lauseisiin):

    Ilmaston lämpenemisen vaikutukset Leningradin alueella ja Suomessa:

    viljely
    vähenee
    romahtaa
    leviävät
    muutokset
    leväkukinta
    pitenee
    kaksinkertaistuvat
    enemmän
    vähenee kaksin verroin
    helpottuu

    Hyödyt-+

    navigointi Koillisväylää pitkin mahdollistuu
    Uintikausi
    Maatalouden tuottavuus kasvaa
    Eteläisten hedelmäpuiden, kuten persikoiden ja viinirypäleiden
    käynnistyy
    Henkilökohtaiset lämmitys- ja vaatekulut
    Historiallinen tosiasia
    Myrskyn silmässä

    Vuonna 1274 Tšingis-kaanin pojanpoika Kublai-kaani kokosi jättimäisen laivaston ja lähti valloittamaan Japanin saaria 37 000 sotilaan voimin. Alku vaikutti lupaavalta: hän valloitti useita saaria kukistamalla niiden puolustajat. Odottamaton taifuuni kuitenkin tuhosi Kublai-kaanin laivaston. Mongolien hallitsija ei kuitenkaan luopunut ajatuksestaan Japanin-valloituksesta. Seuraavan seitsemän vuoden aikana hän rakensi entistäkin tehokkaamman laivaston ja vuonna 1281 lastasi siihen 100 000 sotilaan armeijan. Aiempi tarina kuitenkin toistui pelottavan tarkasti − äkillinen taifuuni tuhosi jälleen suurimman osan mongolialaisesta laivastosta ja teki tyhjiksi Kublain haaveet alueen ainoaksi hallitsijaksi nousemisesta. Japanilaiset antoivat henkensä pelastaneelle taifuunille lempinimen ”kamikaze” (japaniksi ”jumalan tuuli”).

    Masto ja valtameret

    Valtameret keräävät ja sitovat suurimman osan ylimääräisestä lämmöstä ja noin neljänneksen kasvihuoneilmiön tuottamasta hiilidioksidista ilman välitöntä veden lämpötilan nousua. Tämä tarkoittaa, että vaikka ihmiskunta siirtyisi kokonaan vaihtoehtoisiin energialähteisiin ja lopettaisi metsien hävittämisen ja liialliset hiilidioksidipäästöt, valtameriin aiemmin kerääntynyt lämpöenergia voi palata ilmakehään ja lämmittää sitä vielä pitkään.

    Monet rannikkokaupungit ja pienet saarivaltiot voivat vuoteen 2050 mennessä alkaa kärsiä vuotuisista tulvista, jollaisia on aiemmin esiintynyt vain kerran sadassa vuodessa.

    Jäätiköiden vetäytyessä jäätiköistä vetensä saavat joet alkavat kuivua ja niiden alajuoksulla sijaitsevia alueita kohtaa vesipula.

    Kasvavista hiilidioksidipäästöistä johtuva valtamerien happamuuden lisääntyminen uhkaa merien lajirikkautta ja kalastuksen kestävyyttä, eli 3 miljardin ihmisen ensisijaista ravinnon ja toimeentulon lähdettä.

    Tiesitkö?
    1900-luku
    1900-luvulla maailman merenpinta kohosi 17 cm
    2000-luvun alku
    Merenpinnan kohoamisvauhti kiihtyy:
    vuosina 1901–2010 keskinopeus oli 1,7 mm vuodessa, vuosina
    1971−2010 puolestaan 2,0 mm vuodessa ja vuosina
    1993−2010 jo 3,2 mm vuodessa
    2000-luvun loppu
    2000-luvun loppuun mennessä maapallon merenpinta nousee 0,26–0,82 metriä korkeammalle kuin se oli vuonna 2000

    Ennustetusta viiden metrin merenpinnan noususta johtuvat tulvat

    Ennustettu merenpinnan nousu (5 metriä) Luoteis-Euroopan osalta. Tulva-alueella on laskettu asuvan yli 21,7 miljoonaa ihmistä.

    Katso lisätietoja englanniksi, (Rowley ym. 2007)

    Maailman merenpinnan nousuun on kaksi syytä:

    1) Grönlannin ja Etelämantereen sulavat jäätiköt lisäävät valtavia määriä vettä maailman valtameriin.

    2) Meriveden lämpölaajeneminen: lämpötilan noustessa vesi laajenee ja sen tilavuus kasvaa.

    10
    Testi

    Tällä hetkellä kolmannes maailman väestöstä asuu 100 kilometrin rannikkoalueella. Merenpinnan nousun liittyvät haitat vaikuttavat ensisijaisesti näihin ihmisiin. Selvitä nämä uhat täydentämällä alla olevat sanat aukkoihin:

    suolapitoisuus
    happamoituminen
    usein
    vakava
    puute
    suolapitoisuus
    Lisää
    myrskyjä
    tulvia
    Merivesi
    Makea vesi
    Maaperä
    Ruoka
    Tiesitkö?

    Arktisella alueella ja Siperiassa ilmakehään vapautuu enemmän metaania ja hiilidioksidia ikiroudan sulamisen vuoksi. Tämä kiihdyttää ilmaston lämpenemistä ja muodostaa näin noidankehän.

    Toinen merenpinnan noususta johtuva seuraus on rannikkoalueiden eroosio ja aaltojen ja myrskyjen aiheuttama rantaviivan tuhoutuminen.

    Arktiseen rantaviivaan vaikuttaa rannikkoeroosio, joka on voimakkaampaa arktisilla alueilla. Aiemmin rantoja suojasi jää. Ilmaston lämpenemisen vuoksi jäätä on nyt vähemmän. Myrskyt voimistuvat ja rantojen tuhoutuminen kiihtyy. Joillakin alueilla rannat vetäytyvät noin 10−25 metriä vuodessa!

    Lämpeneminen arktisella alueella

    Arktisen alueen osalta on kehitetty erityisiä ilmastonmuutosskenaarioita, jotka perustuvat kasvihuonekaasupäästöjen määrään. Tutustu kahteen niistä.

    Laaja A2-skenaario: 2000-luvulla maailman yhteisö keskittyy pääasiassa talouskasvuun. Väestö kasvaa nopeammin kuin B2-skenaariossa ja saavuttaa 15 miljardin ihmisen rajan vuoteen 2100 mennessä. Maailman bruttokansantuote on hieman korkeampi kuin B2-skenaariossa. Bruttokansantuote ja tekninen infrastruktuuri jakautuvat kuitenkin epätasaisesti. 53 prosenttia kaikesta tuotetusta energiasta saadaan polttamalla kivihiiltä. Vain 28 prosenttia energiaresursseista ei aiheuta ilmakehään CO2-päästöjä. Siksi vuonna 2100 arktinen alue on 7 °C lämpimämpi kuin 2000-luvun alussa. Lisäksi maailman merien pinta nousee yli 30 cm.

    Intensiivinen B2-skenaario: 2000-luvulla ihmissivilisaatio alkaa suhtautua ympäristönsuojeluun ja planeettamme sosiaalisen eriarvoisuuden torjuntaan vakavasti ja maailmanyhteisö alkaa ottaa paikalliset olosuhteet huomioon kaikessa päätöksenteossa. Tämän skenaarion mukaan väkiluku on 10,4 miljardia ihmistä vuonna 2100. Taloudelliset hyödyt ja teknologiset edistysaskeleet jakautuvat melko tasaisesti ympäri maailman. Hiiltä polttamalla tuotetaan vain 22 prosenttia kaikesta tuotetusta energiasta, ja 49 prosenttia energiasta tuotetaan ilman CO2-päästöjä. Arktisen alueen keskilämpötila nousee edelleen merkittävästi eli 5 °C vuoteen 2100 mennessä. Lisäksi maailman merien pinta nousee yli 40 cm.

    Arktisen alueen ennustettu lämpötilan nousu.
    Ennustettu maailman merien pinnan nousu 2000-luvulla (cm).
    Nauka i Zhizn, #2, 2005 Lue lisätietoja venäjäksi
    11
    Testi

    Älä sekoita arktista aluetta ja Antarktista keskenään. Tunnista arktisen alueen ja Antarktiksen ominaispiirteet kuvakkeiden avulla.

    Arktinen alue

    Antarktis

    Vastaus: Pohjoinen napaalue koostuu Pohjoisesta Jäämerestä ja sitä ympäröivistä maa-alueista.
    Antarktis on erillinen manner, jota ympäröi Eteläinen Jäämeri.
    Pohjoisilla napa-alueilla ei elä pingviinejä. Eikä Antarktiksella elä jääkarhuja.
    Arktisella alueella miehitetyt tutkimusasemat on rakennettu suoraan ajelehtivan jään päälle.
    Viimeisten 50 vuoden aikana arktinen alue on lämmennyt kaksi kertaa muuta maailmaa nopeammin.
    Vuoteen 2050 mennessä arktisen alueen lämpötila nousee 4−5 astetta.
    Viimeisen 50 vuoden aikana arktisen jään pinta-ala on pienentynyt 70 prosenttia.
    Vuoteen 2030 mennessä Pohjoinen jäämeri voi olla kesällä täysin jäätön.
    Arktinen jääpeite (pienimmillään kesäaikaan, havainnointiaika syyskuu)
    (National Snow and Ice Data Center (Yhdysvallat), http://nsidc.org/data/seaice_index/)
    - Huhtikuu, suuntaus = -2,6 ±1 [1000 km3/vuosikymmen]
    - Syyskuu, suuntaus = -3,2 ±1 [1000 km3/vuosikymmen]
    Arktisen meren jään tilavuus vuosina 1979−2020, syyskuussa alimmillaan ja huhtikuussa enimmillään (Polar Science Center, PIOMAS Arctic Sea Ice Volume Reanalysis, http://psc.apl.washington.edu/research/projects/arctic-sea-ice-volume-anomaly/)

    Ennustettu ikiroudan sulaminen 2000-luvulla.

    Tiesitkö?

    Hyviä uutisia: plankton- ja krilliäyriäispopulaatioiden lisääntymisen vuoksi grönlanninvalaskanta on elpynyt.

    Arktisen alueen muuttuminen olosuhteiltaan vähemmän ankaraksi ja biologisesti erilaiseksi alueeksi on täydessä vauhdissa. Mistä arktisen alueen nopea lämpeneminen johtuu? Tutkijoiden mielestä kyseessä on monen eri tekijän summa.

    Heijastavuus

    Keskeinen tekijä arktisessa ilmastossa on Pohjoisen jäämeren peittävä merijää. Ilmakehään kertyneen hiilidioksidin vuoksi kasvihuoneilmiö on lisääntynyt 1800-luvun lopusta lähtien. Kun arktinen jää sulaa enemmän kesällä, sen pinta-ala pienenee. Tumma merivesi imee auringon lämpöä enemmän kuin heijastaa sitä. Tästä johtuen valtameren veden lämpötila nousee ja jää sulaa entisestään.

    Aukot otsonikerroksessa

    Hiilidioksidiin verrattuna otsonikerrosta heikentävien aineiden (ODS) osuus ilmakehässä on hyvin pieni, mutta ne lisäävät kasvihuoneilmiötä paljon tehokkaammin. Mallintaessaan maapallon ilmastoa vuosina 1955–2005 tutkijat ottivat huomioon kaikki tunnetut lämpenemiseen ja kylmenemiseen vaikuttavat tekijät (kuten tulivuorenpurkaukset) ja huomioivat myös otsonikerrosta heikentävät aineet. Kävi ilmi, että ilman niitä arktinen alue olisi puolet kylmempi (50 %) ja ilmaston lämpeneminen olisi kolmanneksen nykyistä vähäisempää.

    Polvani L.M., Previdi M., England M.R. ym.

    Veden lämpötila

    Veden lämpötila on korkeampi Pohjoisen jäämeren syvissä kerroksissa Atlantilta ja Tyyneltämereltä tulevien virtausten vuoksi. Pinnalla veden lämpötila on lähellä jäätymispistettä. Näin ollen lämpö siirtyy pystysuoraan alhaalta ylös. Lämpö siirtyy sitä tehokkaammin, mitä suurempi syvällä sijaitsevan veden ja pintaveden välinen lämpötilaero on. Tutkijat arvioivat tämän ilmiön kiihdyttävän arktisen alueen lämpenemistä 20 prosentilla.

    Seisminen aktiivisuus

    Alueen lämpötilakaaviossa näkyy kaksi lämpöhuippua: 1940-luvun lukema ja tämänhetkinen lukema. Tarkkailijat ovat raportoineet arktisen alueen maanjäristyksistä. Yksi seismisesti aktiivisista alueista on Aleuttien saarikaari, joka sijaitsee 2 000–3 000 kilometrin päässä Jäämerestä. Alueella yksi mannerlaatta työntyy toisen alle. Suurimmat, 8 magnitudin maanjäristykset tapahtuivat Aleuttien saarilla vuosina 1899–1906. Arktisen alueen ensimmäinen epänormaalin lämpenemisen aalto alkoi 20 vuotta myöhemmin. Toinen voimakkaiden järistysten sarja tapahtui vuosina 1957–1965. Jälleen 20 vuoden kuluttua havaittiin lämpötilan kohoamista. Maanjäristyksen mekaaniset aallot leviävät joskus hyvin kauas luoden maankuoreen murrosvyöhykkeitä. Voimakkaiden järistysten 100 kilometrin vuotuisella nopeudella edenneet vaikutukset saavuttivat arktisen alueen ja Pohjoisen jäämeren 20 vuoden kuluessa. Näin ikiroudasta ja meren kaasuhydraateista vapautui metaania, mikä lisäsi alueen kasvihuoneilmiötä ja kiihdytti näin lämpenemistä.

    Arktisen alueen vuotuiset keskilämpötilan poikkeamat

    L. Lobkovsky, Geosciences 2020, 10(11), 428
    12
    Testi

    On hyvin ilmeistä, että arktinen vyöhyke lämpenee: tundralla on alkanut hitaasti kasvaa puita. Millaisia ilmastollisia seurauksia on sillä, että arktinen tundra on muuttumassa taigaksi?

    Vastaus: Puiden juuret kiihdyttävät orgaanisen aineen hajoamista maaperässä. Tundran metsittyminen pienentää maaperän kykyä varastoida hiiltä ja vapauttaa vanhaa eloperäistä materiaalia, joka lahotessaan vapauttaa hiilidioksidia ja muita kasvihuonekaasuja.

    Ilmastonmuutos ja sää

    Kaikki luonnonilmiöt jaetaan hydrometeorologisiin (sää) ja heliogeofyysisiin (säästä ja ilmastosta riippumattomiin) ilmiöihin. Vaarallisia sääilmiöitä ovat pitkittynyt kuumuus tai ankara kylmyys, erittäin voimakkaat tuulet, hurrikaanit, trooppiset myrskyt (taifuunit), pöly-/hiekkamyrskyt, rankkasateet, voimakkaat lumisateet, tornadot, tulvat, kuivuus, lumivyöryt ja mutavyöryt. Huomaa, että maanjäristykset, tulivuorenpurkaukset ja tsunamit eivät ole ilmaston tai sään aiheuttamia luonnonilmiöitä.

    Useimmissa tapauksissa vaarallisia sääilmiöitä on valitettavasti mahdotonta ennustaa. Säätä voidaan ennustaa korkeintaan kahdeksi viikoksi eteenpäin, sillä 14 päivän välein ilmakehä ”päivittyy” eikä ilmavirtojen kulkua ole mahdollistaa selvittää pidemmälle ajalle. Lyhyen aikavälin sääennusteet ovat tarkempia: Euroopan sääpalvelut voivat ennustaa seuraavan päivän sään noin 96 prosentin tarkkuudella, kahden päivän sään noin 93 prosentin tarkkuudella ja kolmen päivän sään noin 90 prosentin tarkkuudella.

    13
    Testi

    Perheesi aikoo juhlia seuraavaa uutta vuotta luonnon helmassa. Loman ohjelma järjestetään joko ulkona tai sisällä sääolosuhteiden mukaan. Minä päivänä joulukuun 31. päivän säätä voidaan ennustaa jo niin luotettavasti, että voit aloittaa lomaohjelman valmistelun?

    Vaarallisia sääilmiöitä, joita esiintyi aiemmin 1 000 päivän välein, tapahtuu nyt 200–250 päivän välein eli 4–5 kertaa useammin.
    Mitä voit tehdä:
    Toimi mahdollisimman varovaisesti vaarallisten sääilmiöiden aikana. .
    Opettele antamaan ensiapua

    Ilmastonmuutos ja biologinen monimuotoisuus

    Äärimmäiset sääilmiöt, lämpötilojen nousu ja lumien varhainen sulaminen ovat heikentäneet pohjoisen pallonpuoliskon biologista monimuotoisuutta eli biodiversiteettiä.

    Biodiversiteetillä tarkoitetaan kasvien, eläinten, bakteerien ja sienten monimuotoisuutta ja ekosysteemejä sekä suuriakin geneettisiä vaihteluita yksittäisten lajien sisällä. Biologinen monimuotoisuus on uusiutumaton luonnonvara, jota useimmissa tapauksissa on mahdotonta kopioida nykyaikaisella tekniikalla.

    14
    Testi

    Mitkä tekijät vaikuttavat kielteisesti alueesi biodiversiteetin säilymiseen?

    Vastaus:Maataloudessa viljelykasvilajien ja eläinten rotujen väheneminen kaventaa geenivarantoa ja on vahingollista biodiversiteetille.

    Niityt ovat ekosysteeminä metsiäkin haavoittuvaisempia. Metsät on ennallistettava niiltä alueilta, joilta ne on hakattu. Lisäksi vain vähän vaurioituneita vanhoja metsiä on suojeltava luonnon monimuotoisuuden säilyttämiseksi.

    Vain yhden eksoottisen (ulkomaisen) lajikkeen laaja viljely vaikuttaa kielteisesti luonnonmetsien ennallistamiseen. Uudelleenmetsittämiseen on käytettävä alueen metsille ominaisia paikallisia puulajikkeita.

    Tiesitkö?

    Noin 80 prosenttia maailman maaeläimistä ja -kasveista löytyvät metsistä.

    Metsissä ja metsäisillä alueilla elää yli 60 000 eri puulajia.

    Metsien hävittäminen, niiden tilan heikkeneminen ja ilmastonmuutos muodostavat vakavan uhan luonnon monimuotoisuudelle.

    On tärkeää muistaa, että biodiversiteetti mahdollistaa elinkelpoisen ympäristön kaikelle elolliselle – myös meille ihmisille. Mitä tämä tarkoittaa? Kaikki planeetallamme kasvavat, juoksevat, uivat, ryömivät ja lentävät eliöt ovat miljoonien vuosien aikana sopeutuneet maapallon ilmakehän koostumukseen. Kaasuista muodostuvaan ”cocktailin” on mahdollista tehdä vain pieniä muutoksia eliöiden kärsimättä. Niinpä ihmiset ja monet muutkin eläimet tuntevat olonsa epämukavaksi ilmakehässä, jossa happipitoisuus on hiemankaan alentunut. Mikä sitten ylläpitää ilmakehän happitasoa? Tietenkin vihreät kasvit. Jos lämpötila nousee 2 °C, metsien kokonaispinta-ala kasvaa metsien levitessä nykyiselle tundravyöhykkeelle. Jos lämpötila nousee 4 °C, metsät vetäytyvät koko levinneisyysalueensa etelärajan pituudelta ja vetäytyminen on laajempaa kuin metsien leviäminen pohjoisen tundravyöhykkeelle. Siksi metsien hävittäminen, niiden tilan heikkeneminen ja ilmastonmuutos muodostavat vakavan uhan biologiselle monimuotoisuudelle.

    Fischlin ym., 2007. IPCC WGII
    15
    Testi

    Millä alueella uskot olevan eniten suojeltua metsää?

    Vastaus: Afrikka (27%), Aasia (25%), Eurooppa (6%), Pohjois- ja Väli-Amerikka (11%), Etelä-Amerikk (31%), Oseania (16%).
    Tiesitkö?
    7%
    Lajien monimuotoisuuden kannalta rikkaimpia ekosysteemejä ovat sademetsät. Niitä on noin 7 prosenttia planeetan pinta-alasta, ja niissä elää yli 90 prosenttia kaikista nykyään tunnetuista lajeista.
    10%
    10 prosenttia maailman metsistä (424 miljoonaa hehtaaria) on varattu biologisen monimuotoisuuden säilyttämiseen
    30%
    30:tä prosenttia maailman metsistä (1,15 miljardia hehtaaria) käytetään tuotantotarkoituksiin
    4%
    4:ää prosenttia maailman metsistä (180 miljoonaa hehtaaria) käytetään sosiaalipalvelujen tuottamiseen

    Maapallon geologisen historian aikana biosfääri eli eliökehä on jatkuvasti sekä saanut että menettänyt lajeja, sillä mikään laji ei ole ikuinen. Uusien lajien ilmaantuminen on kompensoinut sukupuuttoa ja lisännyt lajien kokonaismäärää biosfäärissä. Lajien sukupuutto on luonnollinen evoluutioprosessi, jota tapahtuu useimmissa tapauksissa ilman ihmisen toimintaa.

    1900-luvulla lajeja on kuitenkin kuollut sukupuuttoon paljon enemmän kuin luonnollisista syistä tapahtuisi. Ihmisen toiminta ja dramaattinen ilmastonmuutos ovat olleet sukupuuttoaallon pääsyyt. Pienten lyhytikäisten eläinten uskotaan olevan riippuvaisempia ympäristön olosuhteista ja reagoivan siksi nopeammin ilmastollisiin muutoksiin. Suuret organismit reagoivat tietenkin myös, mutta niiden kohdalla mukautumisen havaitseminen vie kauemmin. Arktisen alueen lämpimät talvet ovat katastrofi esimerkiksi luonnonvaraisille ja kotieläiminä kasvatettaville poroille. Suojasää ja talvisateet muodostavat lumeen jääkuoren, joka estää poroja syömästä pääasiallista talviravintoaan eli jäkälää ja marjoja.

    Tiesitkö?

    Lajien maailmanlaajuinen katoaminen

    25 prosenttia eläin- ja kasvilajeista on luokiteltu uhanalaisiksi
    40 prosenttia hyönteisistä on luokiteltu uhanalaisiksi
    50 prosenttia koralliriutoista on tuhoutunut viimeisten 150 vuoden aikana
    82 prosenttia maailman luonnonvaraisista nisäkkäistä on tuhoutunut (biomassan perusteella)
    Vain 3 prosenttia maailman valtameristä ei kuulu ihmisen taloudellisen toiminnan piiriin
    16
    Testi

    Ekosysteemi muuttuu ilmastollisten tekijöiden ja ihmisen toiminnan vaikutuksesta. Ekosysteemeihin kertyy suuri määrä myrkyllisiä yhdisteitä, jolloin eri aineiden kierto häiriintyy. Mikä on mielestäsi ilmastonmuutoksen vaikutus luonnon monimuotoisuuteen?

    Vastaus: Kaikki nämä vaikutukset toteutuvat.
    Tiesitkö?
    Vieraslajitilastoja

    Kansainvälisen luonnonsuojeluliiton Punainen kirja
    935 sukupuuttoon kuollutta kasvi- ja eläinlajia (vuodesta 1500 lähtien)

    Sukupuuttoon kuolemisen syyt

    30%
    10%
    Vieraslajit yhtenä syynä
    300 lajin kohdalla (32 %)
    Vieraslajit ainoana syynä
    126 lajin kohdalla (13 %)
    261 ja 782 eläinlajia
    39 ja 153 kasvilajia
    Haitallisista vieraslajeista on tullut
    suurin syy siihen, miksi laji kuolee
    sukupuuttoon (12 päätekijästä)

    Haitalliset vieraslajit Venäjällä ja Suomessa

    Saarnivaahtera (Acer negundo)
    on haitallinen vieraslaji Itä-Euroopassa
    (luhtametsissä se pysäyttää pajun ja poppelin kasvun kokonaan)

    Kurtturuusu (Rosa rugosa)
    on haitallinen vieraslaji Suomessa ja Venäjällä
    (se kasvaa merenrannoilla)

    Komealupiini (Lupinus polyphyllus)
    on haitallinen vieraslaji Venäjällä ja Suomessa

    Mitä voit tehdä:
    ÄLÄ sytytä tulta muualle kuin sille varatulle paikalle
    Istuta vain alueellesi tyypillisiä puita
    Kulje/matkusta vain sallituilla reiteillä
    Tiesitkö?

    Jotta saadaan selville, mitä metsäpuulajeja kasvihuoneilmiön vähentämiseksi kannattaa istuttaa, pitää laskea, kuinka paljon hiiltä laji voi sitoa. Hanki useita erilaisia puulankkuja (tammea, kuusta, mäntyä, koivua, haapaa, vaahteraa ja muita puulajeja). Tarvitset myös viivoittimen ja vaa'an. Mittaa kukin lankku, laske sen tilavuus kuutiosenttimetreinä (kertomalla lankun pituus sen leveydellä ja korkeudella) ja punnitse lankku. Jaa lankun paino sen tilavuudella, niin saat selville puukuution painon, kun sen kukin sivu on 1 cm. Jaa sitten saatu luku kahdella, niin saat kuution sisältämän hiilen painon.

    Saat lisätietoja boreaalisesta kasvillisuudesta ja sen yhteydestä maapallon ilmastoon vierailemalla erityisissä esittelykohteissa. Yksi niistä sijaitsee Venäjällä, Sergei Jakovlevitš Sokolovin mukaan nimetyssä dendrologisessa puistossa, Otradnojen kasvitieteellisen instituutin tieteellisellä koeasemalla (Leningradin alue, Käkisalmen piiri, Pyhäjärvi). Instituutti on nimetty Venäjän tiedeakatemian V. L. Komarovin mukaan. Toinen kohde on Etelä-Savossa sijaitseva Punkaharjun puulajipuisto.

    Reitille merkityt kysymykset ja tehtävät tekevät tutkimusmatkasta kiehtovan. Opit puiden hyödyistä ihmiselle ja saat vinkkejä siitä, mitä puita kotisi lähelle kannattaa istuttaa. Saat myös tietoa havupuiden alkuperästä ja puiden lukumäärästä henkilöä kohti.

    Aloita tutkimusmatkasi siirtymällä IZI.Travel-sovellukseen.

    Ilmastonmuutos ja ruokaturva

    Ruokaturva tarkoittaa sitä, että kaikilla ihmisillä on aina saatavillaan riittävästi turvallista ja ravitsevaa ruokaa, jota tarvitaan aktiivisen ja terveellisen elämäntavan ylläpitämiseen. Mitä näihin ruokiin lasketaan tietenkin vaihtelee eri puolilla maailmaa.

    Työn tuottavuuden kannalta optimaalinen lämpötila on noin +17 °C, ja suurimmat sadot kasvavat vyöhykkeellä, jonka vuotuinen keskilämpötila on +15 °C. Maat, joiden vuotuinen keskilämpötila on tällä hetkellä näitä arvoja alhaisempi, voivat hieman hyötyä lämpenemisestä. Sitä vastoin ne maat, joissa ilmasto on tätä lämpimämpi, tulevat kärsimään vahingoista.

    Ilmaston lämpenemisen voisi ensi kuulemalta ajatella edesauttavan maatalouden kehitystä Pohjoismaissa. Asia ei kuitenkaan ole niin yksinkertainen. Esimerkiksi Euroopassa ja Venäjällä yksi tärkeimmistä viljakasveista on talvivehnä. Ilmaston lämpenemisen myötä sen viljelylle ihanteellisten ilmasto-olosuhteiden vyöhyke siirtyy kohti pohjoista. Mutta näiden uusien alueiden maaperä ei ole vehnälle yhtä sopivia kuin mustamultamaa, jossa sitä nykyisin kasvatetaan. Maaperän laadun ja hedelmällisyyden parantamiseksi tarvitaan laajamittaista työtä ja huomattavia rahallisia panostuksia.

    Samalla kun alueet, joilla aiemmin oli liian kylmää kasvattaa esimerkiksi vehnää, lämpiävät, lämpiävät myös alueet, joissa on ollut maatalouden kannalta ihanteellinen ilmasto. Aiemmat viljelysalueet muuttuvat kuitenkin huomattavasti kuumemmaksi ja useimmilla alueilla myös kuivemmaksi. Vihannesten ja hedelmien kasvattaminen alueilla, joilla niiden viljelyllä on vuosisataiset perinteet ja joilla tietyt maataloutta koskevat perinteet ovat kehittyneet, tulee paljon vaikeammaksi tai jopa mahdottomaksi.

    Toisin sanoen maatalouden kannalta ilmastonmuutoksen haitallisimpia tekijöitä ovat lämpötilan nousu, muutokset sademäärissä ja sen jakautumisessa, merenpinnan nousu (rannikon alangoilla) sekä kuivien kausien ja tulvien yleistyminen.

    Lauhkeiden ja ankarampien ilmastovyöhykkeiden maita, kuten Venäjää ja Suomea, voi kohdata toinen haaste: metsätalouden ja maatalouden välisen kilpailun kiristyminen. Tällä hetkellä metsien käytössä olevien maiden muuttaminen maatalouskäyttöön tulee mahdolliseksi ilmastonmuutoksen myötä. Tämä voi lisätä metsien hävittämistä.

    Maatalouskäytössä olevan maahehtaarin tuottavuus on suurempi kuin metsähehtaarin tuottavuus
    Jos maapallon keskilämpötila nousee 1,5–2 °C ja sademäärä vähenee 2030–2040-lukuun mennessä, maissin, hirssin ja durran viljelyalat Afrikassa pienenevät 40–80 prosenttia.
    Merenpinnan nousu 30 senttimetrillä voi vähentää riisin tuotantoa 11 prosenttia
    Vuoteen 2050 mennessä 80 prosenttia Väli-Amerikan ja Brasilian alueista ei enää sovellu kahvin viljelyyn
    Jotta lihaa voidaan tuottaa 500 grammaa, tarvitaan noin 10 000 litraa vettä: määrä on 20-kertainen esimerkiksi perunantuotantoon verrattuna
    Maatalous toimii tulolähteenä kolmannekselle maapallon työssä käyvästä väestöstä

    Ruoantuotanto planeetallamme perustuu pääasiassa holoseenin vakaissa ilmasto-olosuhteissa kehitettyihin maatalousmenetelmiin. Ilmastonmuutos häiritsee näitä olosuhteita. Sademäärä, lämpötila ja kuivuus ovat tärkeitä ilmastoon liittyviä tekijöitä maataloustuotannossa. Tutkijoiden mukaan kasvihuonekaasupäästöjen räjähdysmäinen kasvu ja maapallon lämpötilan nousu 5−8,5 °C voi johtaa vuoteen 2081−2100 mennessä siihen, että 31 prosenttia maailman viljasta ja 34 prosenttia maailman karjasta tuotetaan samoilla alueilla mutta haastavimmissa ilmasto-olosuhteissa. Jos kasvihuonekaasupäästöjä kuitenkin vähennetään ja maapallon lämpötila nousee vain 1−2,6 °C, vain 8 prosenttia maailman viljasta ja 5 prosenttia maailman karjasta tullaan tuottamaan ennennäkemättömissä ilmasto-olosuhteissa.

    Turvallinen ilmastoalue (Safe Climatic Space, SCS) eli perusolosuhteiden ilmastollinen laajuus (1970–2000)
    Kahden ilmastonmuutosskenaarion ilmastollinen laajuus (2081−2100)
    − Alhaisten päästöjen skenaario − SSP1-2.6 (A, B) ja
    − Suurten päästöjen skenaario − SSP5-8.5 (C, D)
    Tummanpunaisella merkityt alueet tarkoittavat suurempaa tuotantoa kyseisen ilmaston alueella
    M. Kummu ym., One Earth 4, 2021, 720–729)

    Yli 3 miljardia ihmistä saa 20 prosenttia keskimääräisestä päivittäisestä eläinproteiinistaan kalasta. Pienillä saarilla ja kehitysmaissa kalan osuus eläinproteiinin kulutuksesta on vähintään 50 prosenttia.

    Tutkijat ja kalastajat ovat huolissaan merivesien lämpötilan ja happamuuden lisääntymisestä. Ilmakehän CO2-pitoisuuksien kasvaessa kasvaa myös hiilidioksidin imeytyminen valtameriin, mikä puolestaan lisää meriveden happamuutta (pH). Lämpimien vesien kalat siirtyvät kylmemmille ja korkeammille leveysasteille. Tämän seurauksena kalojen levinneisyysalueet muuttuvat. Syynä muuttoon ei ole niinkään veden lämpötilan nousu, vaan valtamerikalojen pääravinnon eli kasviplanktonin määrän väheneminen veden happamoitumisen vuoksi.

    Valtameren pinnan happamoitumisen ennustettu väheneminen 2000-luvun loppuun mennessä ihmisen toiminnasta aiheutuvien ilmastovaikutusten suotuisimpien (vasemmalla) ja vähiten suotuisien (oikealla) skenaarioiden mukaan
    AR4 WGI, IPCC, 2013
    Mitä voit tehdä:
    Syö kotona ja perheen kesken. Yksin asuva ihminen kuluttaa 38 prosenttia enemmän ruokaa, 42 prosenttia enemmän pakkauksia, 55 prosenttia enemmän sähköä ja 61 prosenttia enemmän kaasua kuin nelihenkisen perheen yksi perheenjäsen
    Valitse sesongin mukaisia ja paikallisesti tuotettuja tuotteita
    Syö kasvisruokaa kerran viikossa
    Osta elintarvikkeet painon mukaan ja ilman pakkauksia ja hyödynnä uudelleenkäytettäviä ja kierrätettäviä pakkauksia
    ÄLÄ käytä kertakäyttöastioita
    Lajittele jätteet
    ÄLÄ heitä roskia jokiin, järviin tai valtameriin

    Ilmastonmuutos ja terveys

    Vuonna 2008 maailman kaupunkiväestön osuus ylitti 50 prosenttia ensimmäistä kertaa nykyhistorian aikana. Kaupungit ovat planeettamme ympäristöllisiä räjähdyspisteitä. Tiheän asutuksen takia yritysten ja ajoneuvojen erilaiset päästöt ”juuttuvat” kaupungin yläpuolella olevan ilmakehän pintakerrokseen. Tämä aiheuttaa kasvihuoneilmiötä ja nostaen kaupungin ilman lämpötilaa useita asteita ympäristöön verrattuna.

    Lämpötilan jakautuminen kaupungin yllä (kaupunkisaarekeilmiö)

    Ilmastonmuutoksella on suuri vaikutus ihmisten elämään ja terveyteen. Aiemmin terveytemme tuntui riippuvan pääasiassa toimiemme turvallisuudesta, perhetaustasta, ammatista, ympäristöstä ja terveydenhuollon käytettävyydestä, mutta nyt luetteloon on lisättävä myös ilmastonmuutos. Lämpötilat, jotka ovat tavallisia kuumissa ilmanaloissa asuville, voivat olla epätavallisen korkeita leudommassa ilmastossa.

    On tunnettu tosiasia, että paineen, lämpötilan ja kosteuden vaihtelut voivat vaikeuttaa elinoloja. Olemme saaneet yhä lisää esimerkkejä siitä, että tällaisten muutosten seuraukset voivat olla traagisia vanhuksille, pienille lapsille ja huonokuntoisille ihmisille. Kovien helteiden aikana siitepölyn ja muiden allergioita sekä astmaa aiheuttavien hiukkasten pitoisuudet ilmassa kasvavat. Nykyään astmasta kärsii 300 miljoonaa ihmistä, ja sitä sairastavien määrä kasvaa puolitoistakertaiseksi joka vuosikymmenen aikana.

    Suurissa kaupungeissa kuumina päivinä vaarassa ovat myös keskustassa asuvat tai työskentelevät henkilöt sekä ne, joiden ammatti vaatii pitkiä oleskeluja ulkona, esimerkiksi tietyöläiset ja rakennusmiehet.

    Ilmaston lämpenemisen myötä vaaralliset tartuntataudit, kuten aivotulehdus ja malaria, leviävät alueille, joilla niitä ei ole koskaan aiemmin tavattu, ja mahdollisen tartuntavaaran ajat pitenevät.

    Tiesitkö?

    Puutiaisaivotulehdus on virusperäinen tartuntatauti. Virus tarttuu ihmiseen tartunnan saaneen punkin pureman kautta. Punkkeja eli viruksen pääasiallisia tartunnanlevittäjiä esiintyy taigalla. Puutiaisaivotulehdustapausten on hiljattain havaittu lisääntyvän vuosittain Pietarin alueella. Tutkijat uskovat tämän johtuvan ilmaston lämpenemisestä. Lämpimät talvet ja keväät suosivat punkkien leviämistä, sillä niitä kuolee vähemmän talvella ja ne lisääntyvät nopeammin keväällä. Yleensä vain pieni osa kaikista punkeista kantaa aivotulehdusta aiheuttavaa virusta. Punkkien kokonaismäärä kuitenkin kasvaa vuosittain, jolloin kasvaa myös virusta levittävien yksilöiden määrä. Tämän vuoksi tutkijat, metsänhoitajat, metsurit ja muut metsätöiden ammattilaiset rokotetaan puutiaisaivotulehdusta vastaan ennen punkkikauden alkua. Leningradin alueella punkin pureman on kesäkuun 15. päivänä 2021 alkaneen punkkikauden jälkeen saanut jo 3 249 henkilöä, joista 694 on lapsia.

    Toinen uhka ihmisten terveydelle kaupungeissa ovat linnut. Vielä 1930-luvulla lokit olivat Pietarissa harvinaisia. Ajan myötä nämä linnut ovat kuitenkin asettuneet asumaan kaupunkiin. Ne saavat ruokansa avoimista jäteastioista, joista on tullut tahattomasti niiden ruokintapaikkoja. Lisäksi kerrostalojen tasaiset katot sopivat ihanteellisesti lokkien pesimiseen.

    Mutta lokki ei ole vain eräänlainen höyhenpeitteinen kaupungin symboli. Jos nämä linnut katoaisivat, rottalaumat alkaisivat levitä kaupunkien kaatopaikoilla. Lokkien öisin pitämä kova meteli saattaa olla häiritsevää, minkä lisäksi lokit voivat aiheuttaa vaaratilanteita lentokoneille nousun ja laskun aikana.

    Kyyhkyset aiheuttavat paljon kuitenkin enemmän harmia kaupunkilaisille. Vaikka ne ovat lokkeja hiljaisempia, niistä on paljon enemmän haittaa. Yksi kyyhkynen tuottaa vuosittain 10−12 kg jätöksiä. Kaupunkien asfalttipinnat ja julkisivut kärsivät jätöksistä, jotka syövyttävät kiveä ja metallia hapon tavoin. Monissa Euroopan kaupungeissa näiden lintujen ruokkiminen onkin ehdottomasti kielletty. Lisäksi kyyhkyset kantavat myös monia haitallisia tauteja. Ja toisin kuin lokkien, niiden lukumäärä kasvaa jatkuvasti.

    Mitä voit tehdä:
    ÄLÄ ruoki lintuja kaupungin kaduilla.
    SLajittele jätteet.
    Käsittele vaatteet karkoteaineilla vieraillessasi metsässä.
    Älä heitä metsään roskia.

    Ilmastouhat

    Lämpötilan muutos 2000-luvun loppuun mennessä 1700-luvun puolivälin esiteolliseen aikaan verrattuna

    Maapallon maanpinnan keskilämpötila on noussut viimeisen 130 vuoden aikana noin 1 °С:n. Pohjoisella pallonpuoliskolla ei ole ollut lämmintä jaksoa viimeisen 1 400 vuoden aikana. Meteorologisten havaintojen historian kymmenen lämpimintä vuotta mitattiin vuosituhannen ensimmäisen 16–17 vuoden aikana, ja vuosi 2016 oli ennätyksellisen lämmin vuosi.
    Lämpötilan nousun myötä kaikki planeetan luonnonjärjestelmät ovat epätasapainossa: jäätiköt ja ikirouta sulavat, maailman merenpinta nousee, tulvia, kuivuutta ja hurrikaaneja esiintyy useammin, ja sää on muuttunut vaihtelevammaksi.
    Vuoteen 2050 mennessä ilmastonmuutoksen vaikutuksista, väestönkasvusta, metsien pinta-alan vähenemisestä, merenpinnan noususta johtuvista tulvista ja muista luonnonkatastrofeista kärsivien ihmisten määrä kasvaa 2 miljardiin.
    Kolmannes koko maailman väestöstä asuu tällä hetkellä 100 kilometrin rannikkoalueella. Vesivarojen laadun muutos koskettaa ensimmäisenä näitä ihmisiä. Merenpinnan nousu lisää rannikon makeanvedenlähteiden suolapitoisuutta, ja asuinalueet pienenevät tulvien vuoksi.
    Ilmastonmuutos kiihdyttää jäätiköiden sulamista, ja rankkasateiden muutokset vaikuttavat sademääriin. Vuoteen 2080 mennessä 1,8 miljardia ihmistä joutuu elämään veden puutteessa.
    Toimenpiteet maapallon 2 °C korkeampaan keskilämpötilaan sopeutumiseksi maksavat ihmiskunnalle vuosittain 70–100 miljardia dollaria.
    AFossiilisten polttoaineiden polton, ajoneuvojen kehityksen ja metsien hävittämisen seurauksena kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin (CO2), metaanin (CH4) ja dityppioksidin (N2O), pitoisuudet ilmakehässä ovat saavuttaneet tason, jollaista ei ole nähty maapallolla ainakaan 800 000 vuoteen. Ensimmäisellä teollisella aikakaudella (eli 1750-luvulta alkaen) ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousi 40 prosenttia, metaanin 120 prosenttia ja typpioksiduulin 20 prosenttia.
    Voit tutkia ilmastouhkia alueittain viemällä hiiren kartta-alueiden päälle.
    Napauta aluenumeroita kartalla tutkiaksesi paikallisia ilmastouhkia.
    1POHJOIS-
    AMERIKKA
    2VÄLI-
    JA ETELÄ-
    AMERIKKA
    3PIENET SAARET
    4ANTARKTIS
    5ARKTINEN ALUE
    6AUSTRALIA
    7AFRIKKA
    8EUROOPPA
    9AASIA
    10KAUKOITÄ

    POHJOIS-AMERIKKA

    • Epätavallinen sademäärä, tulvat
    • Helleaallot
    • Jäätiköiden väheneminen, metsäpalot, muutokset ekosysteemeissä, uusien eläin- ja kasvilajien leviäminen (mantereen eri osissa)
    • Vedenpuute
    • Metsäpalojen yleistyminen ja laajeneminen
    • Hurrikaanien (tornadojen) yleistyminen ja voimistuminen (mantereen keskiosassa)
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Viljasatojen pieneneminen
    Hurrikaanien, tornadojen ja trooppisten hirmumyrskyjen aiheuttamien vahinkojen lisääntyminen

    VÄLI- JA ETELÄ-AMERIKKA

    • Epätavalliset sademäärät
    • Muutokset jokien valumissa ja sähkönsaantiin liittyvät ongelmat (monet maat ovat lähes täysin riippuvaisia vesivoimasta)
    • Sukupuuttoon kuolemisen uhka Amazonin metsien ja La Platan ekosysteemeissä
    • Vuoristojäätiköiden väheneminen, muta- ja lumivyöryt sekä katastrofaaliset tulvat tulvivien jäätikköjärvien takia
    • Vesipula tietyissä mantereen osissa
    • Koralliriuttojen vakavat tuhot
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Ongelmat alkuperäisten, perinteisten elämäntapojen ylläpidossa

    PIENET SAARET

    • Yksittäisten saarten ekosysteemien muutokset, koralliriuttojen tuhoutuminen
    • Saarten jääminen kokonaan tai osittain veden alle
    • Happamuuden ja valtameren lämpötilan nousun aiheuttamat uhat merien ekosysteemeille
    • Vähentyneet turistivirrat
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Ihmisten on siirryttävä muualle

    ANTARKTIS

    • Jäätiköiden väheneminen Länsi-Etelämantereella
    • Pingviinien, muiden lintujen ja merieläinten elinympäristön muuttuminen

    ARKTINEN ALUE

    • Merien jään, Grönlannin jäätiköiden ja lumipeitteen väheneminen
    • Rannikon tuhoutuminen (eroosio)
    • Tundra-alueen väheneminen
    • Ikiroudan sulaminen, joka saa aikaan suuria hiilidioksidi- ja metaanipäästöjä
    • Lämpeneminen, kasvillisuuden muutokset, eläinten muuttoliikkeet
    • Meri- ja rannikkoeläimille aiheutuvat ongelmat
    • Vieraslajien paikalliselle luonnolle aiheuttamat uhat

    AUSTRALIA

    • Helleaallot, kuivuus ja voimakkaat metsäpalot kesäisin
    • Pohjois-Australiassa katastrofaalisia tulvia sadekauden aikana
    • Koralliriuttojen vakavat tuhot
    • Suuri uhka, että uudet eläin- ja kasvilajit syrjäyttävät paikalliset lajit
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Makean veden puute ja satojen pieneneminen

    AFRIKKA

    • Vaikea kuivuus, makean veden puute
    • Metsäalueiden väheneminen
    • Veden lämpötilan nousu Itä-Afrikan suurissa järvissä
    • Kilimanjaron jäätiköiden katoaminen
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Maatalouden mukauttaminen äärimmäisen kallista
    Ongelmat alkuperäisten, perinteisten elämäntapojen ylläpidossa
    Väestön massamuutot eniten kärsineiltä alueilta
    Ruokapula

    EUROOPPA

    Välimeren maat:
    • Helleaallot, vakavat metsäpalot ja vesipula
    • Rankkasateet ja voimakkaat tulvat
    • Muutokset lintujen muuttoreiteissä ja -ajoissa sekä kasvien ym. kukinta-ajoissa
    • Uusien kasvi- ja eläinlajien ja vaarallisten hyönteislajien ilmestyminen (taudinaiheuttajat)
    • Jäätiköiden vetäytyminen vuoristossa ja turistivirtojen väheneminen talvisin
    • FRannikkoalueiden ja kaupunkien tulvat merenpinnan nousun vuoksi
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Mukautukset erittäin kalliita
    Rannikkoalueiden ja kaupunkien tulvat
    Viljelymaiden väheneminen ja viljasatojen pieneneminen
    On mahdollista, että 2100-luvulla Golfvirran suunta muuttuu, ja Pohjois-Euroopassa ja Britteinsaarilla ilmasto kylmenee voimakkaasti

    AASIA

    • Toistuva kuivuus ja vesipula Keski- ja Länsi-Aasiassa
    • Vuoristojäätiköiden väheneminen, muta- ja lumivyöryt sekä katastrofaaliset tulvat tulvivien jäätikköjärvien takia
    • Jokien rajut tulvat
    • Suurten rannikkokaupunkien ja hedelmällisten tasankojen tulviminen merenpinnan nousun vuoksi
    • Laajat vahingolliset muutokset merien, jokien ja maiden ekosysteemeissä ovat todennäköisiä
    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Viljelymaiden väheneminen ja viljasatojen pieneneminen
    Väestön massamuutot eniten kärsineiltä alueilta

    KAUKOITÄ

    Haitalliset seuraukset ihmisille
    Ongelmat alkuperäisten, perinteisten elämäntapojen ylläpidossa
    263litraa
    10 tippaa hanasta minuutissa vastaa 263:a litraa vuodessa
    40 °C
    Päivittäinen pesu pesukoneessa vaatii lähes 10 kertaa vähemmän energiaa kuin puolentoista tunnin mittainen 90 °C:n pesuohjelma.
    2 kW
    Sähköliesi voi kuluttaa jopa 20 kW, mikä on 10 kertaa enemmän kuin sähköinen vedenkeitin tai silitysrauta.
    5wattia
    Sähkölaitteet, jotka on sammutettu mutta joiden pistoketta ei ole irrotettu pistorasiasta, kuluttavat sähköä keskimäärin 5 wattia tunnissa eli 40 kW vuodessa.
    4100kWh
    Jos kulutamme tonnin vähemmän paperia, säästyy samalla myös 13 tonnia öljyä, 4 100 kW sähköä ja 32 tonnia vettä.
    Mitä voit tehdä:
    Lajittele jätteet
    Lopeta kertakäyttöastioiden ja pakkausten käyttö
    Sammuta sähkölaitteiden virta, kun ne eivät ole käytössä
    Sulje vesihana hampaiden harjauksen tai peseytymisen ajaksi
    Vaihda laitteita uusiin enintään kolmen vuoden välein
    Syö enemmän vihanneksia ja viljaa ja vähemmän lihaa
    Varmista, etteivät puutarhakasvisi leviä lähimetsiin
    Tiesitkö?

    Nykyisissä laitteissa on yleensä litiumioniakut, jotka kestävät noin 500−550 täyttä latausta. Akkua ei kannata ladata täyteen, ellei se ole jostain syystä täysin välttämätöntä. Akun käyttöikää voi pidentää lataamalla sen pari kertaa päivässä 20 prosentin tasolta 80 prosentin tasolle. Näin toimimalla akun käyttöiän voi pidentää jopa kolminkertaiseksi.

    IZI.Travel

    Saat lisätietoja boreaalisesta kasvillisuudesta ja sen yhteydestä maapallon ilmastoon vierailemalla erityisissä esittelykohteissa. Yksi niistä sijaitsee Venäjällä, Sergei Jakovlevitš Sokolovin mukaan nimetyssä dendrologisessa puistossa, Otradnojen kasvitieteellisen instituutin tieteellisellä koeasemalla (Leningradin alue, Käkisalmen piiri, Pyhäjärvi). Instituutti on nimetty Venäjän tiedeakatemian V. L. Komarovin mukaan. Toinen kohde on Etelä-Savossa sijaitseva Punkaharjun puulajipuisto.

    Reitille merkityt kysymykset ja tehtävät tekevät tutkimusmatkasta kiehtovan. Opit puiden hyödyistä ihmiselle ja saat vinkkejä siitä, mitä puita kotisi lähelle kannattaa istuttaa. Saat myös tietoa havupuiden alkuperästä ja puiden lukumäärästä henkilöä kohti.

    Aloita tutkimusmatkasi siirtymällä IZI.Travel-sovellukseen.