Ilmastonmuutos
Wikipedia
Ilmastonmuutos tarkoittaa Maan ilmastossa tai paikallisissa ilmastoissa tapahtuvaa muutosta. Ilmasto on kautta aikojen vaihdellut luonnollisista syistä, jotka liittyvät muun muassa merien lämpömekanismeihin, maapallon rataan, mannerlaattojen liikkeisiin, Auringon aktiivisuuteen, vulkaaniseen toimintaan ja asteroiditörmäyksiin.
Suomen kielessä ilmastonmuutoksella on tarkoitettu viime aikoina yleensä ihmisen toimista johtuvaa globaalia ilmaston lämpenemistä.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Ilmastoon vaikuttavia tekijöitä
Muutokset Maan ympäristössä, lähiavaruudessa ja ihmisen toiminta vaikuttavat ilmastoon. Ulkoisia ilmastoon vaikuttavia tekijöitä kutsutaan usein ilmastopakotteeksi ja niihin kuuluu muun muassa Auringon säteily, Maan rata ja kasvihuonekaasujen konsentraatiot.
[muokkaa] Ilmaston sisällä tapahtuvat muutokset
Sää on kaoottinen epälineaarinen dynaaminen järjestelmä. Tämä tarkoittaa, että se on vain osittain ennustettavissa. Ilmasto eli sään keskiarvo on kuitenkin havaintojen valossa suhteellisen vakaa. Ilmastoon lukeutuvat keskilämpötila, sadanta, aurinkoisten päivien määrä ja lukuisat muut mitattavat suureet.
Maan ympäristössä tapahtuu kuitenkin muutoksia, jotka voivat vaikuttaa ilmastoon. Esimerkiksi jäätiköiden kasvu ja pieneneminen aiheuttavat sekä luonnollista vaihtelua että vahvistavat ulkoisia pakotteita. Toisaalta meri-ilmakehäjärjestelmän muutokset voivat aiheuttaa voimakkaita muutoksia. Merien vaikutus ilmastoon liittyy monilta osin niiden suureen lämpökapasiteettiin ja kykyyn kuljettaa energiaa. Termohaliinikierron merkitys kasvaa pitemmillä aikaväleillä. Toisaalta ilmaston tila ei ole riippuvainen yksin nykytilasta vaan siihen vaikuttavat myös edeltävät tilat, kysymys on siis hystereesi-ilmiöstä.
[muokkaa] Ilmaston ulkopuoliset muutokset
Pitkällä aikavälillä mannerlaattojen liikkeet vaikuttavat merten ja vuorten muotoihin muuttaen siten ilmastoa. Auringon aktiivisuudessa sekä pitkällä että lyhyellä aikavälillä tapahtuvat muutokset muuttavat ilmaston säteilypakotetta. Tietyssä mielessä Auringosta johtuvat myös Maan radassa tapahtuvat säännölliset muutokset. Nämä muutokset johtuvat Aurinkokunnan sisäisestä dynamiikasta ja voidaan ennustaa hyvin.
Voimakkaat tulivuorenpurkaukset voivat vaikuttaa ilmastoon huomattavasti. Suuria purkauksia tapahtuu useita kertoja vuosisadassa. Joidenkin kymmenien miljoonien vuosien välein esiintyy myös erittäin suuria (miljoonien neliökilometrien suuruisia) purkausalueita, jotka vaikuttavat ilmastoon miljoonien vuosien ajan. Kasvihuonekaasut ovat jo pitkään olleet tärkeitä ilmaston kehitykselle. Kasvihuoneilmiö on merkittävä maapallon lämpötilaa säätelevä tekijä.
[muokkaa] Ihmisen vaikutus
Historiallisesti hiilidioksidin ja lämpötilan välillä on vallinnut voimakas yhteys. Tämän perusteella ja teoreettisten ilmastomallien avulla on arvioitu, että maapallon keskilämpötila nousee vuoteen 2100 mennessä usealla asteella ja jatkaa nousuaan useita vuosisatoja. Nykyinen konsensusarvio vuodelle 2100 on n. 1,5–6 astetta, mutta arvioon sisältyy huomattavaa epävarmuutta.
Vaikka kasvihuoneilmiön perusmekanismista ei ole tieteellistä epäselvyyttä, on ilmakehä jo kemialtaan ja perusfysiikaltaan puutteellisesti tunnettu. Aerosolien ja pilvien vaikutusta ei osata arvioida tarkasti, eikä lämpenemisen vaikutusta pilvisyyteen ja hiilidioksidin vapautumiseen luonnollista lähteistä osata laskea. Tieto mahdollisista lämpenemistä nopeuttavista tai hidastavista takaisinkytkentämekanismeista on siis puutteellista. Toisaalta ilma–vesikehän dynamiikan epälineaarisuus tekee myös nopeat muutokset mahdollisiksi, ja sellaisia on historian aikana esiintynyt – nopea tarkoittaa tässä yhteydessä aikaskaalaa 10–100 vuotta.
Tulevaisuuden hiilidioksidipäästöt vaikuttavat merkittävästi lämpenemiseen, mutta ne riippuvat mm. fossiilisten polttoainevarantojen suuruudesta, tekniikan kehityksestä ja päästöjen rajoittamisyritysten vaikutuksista. Mitään näistä ei osata tarkasti ennakoida.
Ihmisen aiheuttamat eli antropogeeniset muutokset ilmastoon ovat nousseet yhä merkittävimmiksi. Tällä hetkellä näitä muutoksia aiheuttavat hiilidioksidipäästöjen merkittävä kasvu, otsonikato ja maankäyttö (muun muassa metsien hakkuut).
Kasvihuonekaasuja on ilmakehässä monia, mutta niistä ihmisen toiminnalla on eniten vaikutusta hiilidioksidiin. Viimeisten 55 miljoonan vuoden aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on vaihdellut luontaisesti n. 200–300 ppm:n välillä, ja viimeiset 1000 vuotta pitoisuus on ollut n. 280 ppm.lähde? Ihmiskunnan pääenergianlähde on teollistumisen alusta lähtien kuitenkin ollut kivihiilikauden metsäjäänteiden, fossiilisten polttoaineiden (öljy, kivihiili, maakaasu) esiinkaivaminen ja polttaminen.
Öljyhuippu ja sen ajankohta saattaa vaikuttaa siihen, muuttuuko ilmasto pahimpien uhkakuvien mukaan. Jos öljyä ja maakaasua ei ole tarpeeksi, kuten jotkut tutkijat esittävät [1], kasvihuonekaasupäästöt eivät voi näiden polttamisen takia saavuttaa riittävän korkeaa tasoa. Mahdollisesta kivihiilen käyttöön siirtymisestä syntyy kuitenkin suurempia hiilidioksipäästöjä saatavaa energiayksikköä kohden.
Hiilen eri muotojen polttaminen on nostanut ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nykyiseen n. 380 ppm:ään, yli 30% historiallisesta arvostalähde? (v. 2004 tilanne; vuotuinen muutos on 1990-luvulla ollut n. 1,6 ppm). Koska fossiilisten polttoaineiden käyttö lisääntyy edelleen, myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvaa ja vieläpä nopeutuen. Kaikkien saatavissa olevien fossiilisten polttoaineiden polttamisen loppuun arvioidaan nostavan hiilidioksipitoisuuden historiallisesta arvostaan 2–3-kertaiseksi.
[muokkaa] Biosfäärin vaikutus
Biosfäärin eli kasvien, eläinten ja mikrobien vuodessa tuottama ja kuluttama hiilidioksidimäärä on itse asiassa monikymmenkertainen fossiilista polttoaineista vapautuvaan verrattuna. Ihmisen hiilidioksidintuotanto on kuitenkin riittävää, jotta systeemin tasapainotila siirtyy vähitellen kohti yhä korkeampia ilman hiilidioksidipitoisuuksia. Samalla luonnollinen hiilidioksidin kiertokulku muuttuu: esim. meriin arvioidaan ihmisen tuottamasta 'ylimääräisestä' hiilidioksidista päätyvän n. puolet.
Kasvillisuus menestyy pääsääntöisesti hyvin hiilidioksidipitoisessa ilmassa, koska kasvit tarvitsevat hiilidioksidia yhteyttämiseen. Toisaalta on merkkejä lämpenevien pohjoisten soiden (Siperia, Alaska, omalta pieneltä osaltaan myös Suomen Lappi) lisääntyvästä hiilidioksidin- ja metaanintuotannosta, josta saattaa muodostua tulevaisuudessa hyvinkin oleellinen ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kohottaja. Syksyn 2004 tutkimukset asettavat kyseenalaiseksi myös kasvillisuuden rehevöitymisen nettovaikutuksen.
[muokkaa] Pakotteiden keskinäiset vuorovaikutukset
Kun jokin ilmastopakote, vaikkapa säteily, muuttaa ilmastoa, monet mekanismit voivat joko vahvistaa tai vaimentaa muutosta. Nämä ovat positiivisia ja negatiivisia takaisinsyöttöjä. Ilmastojärjestelmä on niiltä osin kuin tiedetään vakaa ja positiiviset takaisinsyötöt eivät pääsääntöisesti "pääse käsistä". Suuri syy tähän on se, että emittoitu säteily on verrannollinen lämpötilan neljänteen potenssiin, eli lämpötilan ja emittoidun säteilyn välillä on vahva negatiivinen takaisinsyöttö. Kuitenkin on olemassa myös merkittäviä positiivisia takaisinsyöttöjä. Takaisinsyöttöjä liittyy esimerkiksi jäätiköiden kasvuun ja pienenemiseen. Lisäksi merivirtojen ja ilmakehän virtausten keskinäiset vuorovaikutukset muodostavat monimutkaisia palautejärjestelmiä. Kaikkia vuorovaikutuksia ei ymmärretä vielä kovin hyvin.
