Tutkimus 13.4.2015

Arktista osaamista

Arktinen tutkimus luo perustan sää- ja olosuhdepalveluiden kehittämiselle arktisille alueille.

Jääpeitteen väheneminen arktisilla alueilla mahdollistaa laivaliikenteen kasvunluoteis- ja koillisväylän lyhentäessä merkittävästi matka-aikoja Atlantin ja Tyynen valtameren välillä.  Käytettävät reitit ovat matalia ja olosuhteet talviset. Myös luonnonvarojen hyödyntäminen on tulevaisuudessa mahdollista yhä laajemmilla alueilla merijään vetäytyessä. Näiden muutosten takia alueella tarvitaan hyviä sää- ja olosuhdepalveluita. Pitkä kokemus palveluiden tuottamisesta talvimerenkulun tarpeisiin on tuonut Ilmatieteen laitokselle paljon arktisilla alueilla tarvittavaa osaamista.

Ilmatieteen laitoksen tavoitteena on taata turvallinen toiminta arktisella alueella. Tarkoilla ja osuvilla ennustuksilla vähennetään arktiseen toimintaan liittyviä riskejä. Tutkimushankkeissa kerättyä tietoa ja asiantuntemusta voidaan käyttää päätöksenteon tukena, kun luodaan kansainvälisiä säädöksiä arktisen alueiden suojelemiseksi. Esimerkiksi arktisten alueiden ilmanlaadun seurannassa voidaan mallinnuksen tukena käyttää satelliittien ja lidar-mittalaitteiden havaintoja.

Ilmastonmuutos näkyy jo nyt arktisella alueella

Ilman keskimääräinen lämpötila on noussut pohjoisilla alueilla kaksi astetta 1960-luvulta alkaen. Viimeiset kymmenen vuotta ovat olleet kaikkein lämpimimpiä siitä lähtien, kun systemaattisia havaintoja on tehty.  Etenkin meren jääpeite reagoi ilmaston muuttumiseen hyvin nopeasti. Merijään laajuutta Pohjoisella Jäämerellä on mitattu satelliittien avulla vuodesta 1979 alkaen. Vuoden 2012 syyskuussa merijään laajuus saavutti kaikkien aikojen pienimmän arvonsa, 3,41 miljoonaa neliökilometriä. ”Erityisen voimakasta pieneneminen on ollut viimeisen kymmenen vuoden aikana, jolloin muutosnopeus on ollut -2,03 miljoonaa neliökilometriä vuosikymmenessä. Pinta-alana tämä vastaa noin viisinkertaista Itämeren pinta-alaa”, yksikön päällikkö Jari Haapala Ilmatieteen laitoksesta toteaa. Apparent changes has been occurred also in the ice thickness, fraction of thick multi-year ice and sea ice drift. Also  other cryospheric climate indicator – durations and extent of snow, occurrence of permafrost, masss of glaciers and Greenland ice sheet – have changes as expect to be occurred in the warmed climate.

Ilmastomallien tulosten perusteella talvisin pohjoisilla napa-alueilla lämpötila kohoaa enemmän kuin missään muualla maapallolla. Mikäli kasvihuonekaasujen päästöt kasvavat hallitsemattomasti, lämpötilan arvioidaan nousevan joillakin alueilla Pohjoisella jäämerellä jopa 20 astetta sadassa vuodessa.

Lämpenemisen vaikutuksia ei vielä tunneta

Arktisen alueen voimakkaampi lämpeneminen voi vaikuttaa alueen säävaihteluihin tavoilla, joita ei vielä tunneta riittävän hyvin. Tämä on erityinen haaste pohjoisten alueiden tutkimukselle. Ilmatieteen laitos tutkii napa-alueita eri menetelmin tarjoten tarkkoja mittaustietoja aina maan routakerroksen vaihteluista yläilmakehään saakka. Pohjoisilla alueilla ilmakehän kerrosten välinen vuorovaikutus fysikaalisten ja kemiallisten prosessien kautta näkyy selkeämmin kuin muualla. Mittausten ja mallien avulla arvioidaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia myös yläilmakehän olosuhteissa, esimerkiksi stratosfäärin otsoni- ja vesihöyrypitoisuuden vaihteluissa.

Tutkimuksen avulla saadaan
tietoa ilmastonmuutoksen
etenemisestä.

Lumen ja jään kaukokartoitus tuo tietoa ilmastotutkimusta varten

Kaukokartoitusmenetelmien avulla voidaan kätevästi havainnoida globaaleja muutoksia lumipeitteessä sekä lumen kokonaismäärässä ja jääoloissa. Lapin ilmatieteellisessä tutkimuskeskuksessa Sodankylässä vastaanotetaan ja prosessoidaan kansainvälisiä tutkasatelliittikuvia Suomen pohjoispuolisilta merialueilta. Ilmatieteen laitoksessa kehitetään myös uusia analyysimenetelmiä, joiden avulla satelliittidatasta saadaan enemmän tietoa.

Pitkiä aikasarjoja ja erityyppisiä instrumentteja hyödynnetään ilmastomallien laatua arvioitaessa sekä trendianalyyseissä, kuten esimerkiksi pohjoisen pallonpuoliskon lumipeitteen roudan tai merijään paksuuden ja laajuuden arvioinnissa.

Pohjoisen pallonpuoliskon kesän lumipeite on tuoreiden tulosten mukaan vähentynyt 17,6 % vuosikymmenessä vuosien 1979–2012 aikana. Lumen ja jään sulamisella on myös ilmastonmuutosta kiihdyttävä vaikutus, sillä lumi ja jää heijastavat auringonsäteilyä tehokkaammin kuin avoin meri ja paljas maa. Ilmatieteen laitos on tuottanut napa-alueen yli lentävien sääsatelliittien havaintoja hyödyntäen vuodet 1982 – 2009 kattavan aikasarjan merijään heijastavuudesta eli albedosta.

Kasvihuonekaasujen määrää seurataan

Hiilidioksidin ja metaanin määrää arktisten alueiden ilmakehässä seurataan jatkuvasti. Ilmatieteen laitos on aktiivinen toimija sekä maanpinnalla toimivia mittalaiteverkkoja että kaukokartoitusmenetelmiä hyödyntävissä kansainvälisissä seurantahankkeissa (ICOS, GMES/COPERNICUS). Sammaltunturin laella, Pallas-Yllästunturin kansallispuistossa kerätyssä pitkässä aikasarjassa näkyy sekä hiilidioksidi- ja metaanipitoisuuksien nousu että vuodenaikaisvaihtelu. Hiilidioksidipitoisuus on noussut jatkuvasti mittausten alusta lähtien. Se on korkeimmillaan talvella ja laskee kasvukaudella.

Ilmatieteen laitoksessa tutkitaan kasvihuonekaasujen vaihtoa ilmakehän ja eri ekosysteemien välillä sekä kaasupitoisuuksien kehittymistä ilmakehässä. ”Meitä kiinnostaa mm. se, kiihdyttääkö laajojen Siperian alueiden lämpeneminen itse itseään kasvattamalla lämmittävien kaasujen päästöjä. Siperian Tiksiin perustetulla mittausasemalla mitataan suoraan observatoriota ympäröivän tundra-alueen metaani- ja hiilidioksidipäästöjä. Suuri kysymys on se, kiihdyttääkö ilmastonmuutos merenpohjassa hydraattina esiintyvän metaanin purkautumista ilmakehään. Jos metaania pääsisi ilmakehään todella suuria määriä, maapallon ilmasto lämpenisi varsin paljon. On kuitenkin epätodennäköistä, että hydraateista vapautuisi merkittäviä määriä metaania vielä tämän vuosisadan aikana. Kauempana tulevaisuudessa vaara on syytä ottaa huomioon”, yksikön päällikkö Tuomas Laurila toteaa.

IMG_9489 (1) - Copy

Ilmatieteen laitos tarjoaa olosuhdetietoja

Tutkimus mahdollistaa paremmat arviot ilmastonmuutoksen etenemisestä. Näin voidaan myös varautua ja sopeutua ilmastonmuutoksen vaikutuksiin arktisilla alueilla. Ilmatieteen laitos tuottaa tutkimustietoa, jota välitetään mm. poliittisen päätöksenteon tueksi sekä kansallisesti että kansainvälisesti. Tutkimustietoa käytetään myös arktisille alueille kehitettävissä sää-, merijää- ja aallokkoennusteissa.

Ilmatieteen laitoksen keskeisenä strategiana on tehdä asiakkaille uusia tuotteita ja ratkaisuja, jotka palvelevat asiakkaiden tarpeita myös arktisilla alueilla. Erityisesti palveluita on kehitetty silmällä pitäen meriliikenteen harjoittajia ja aluksia, jotka työskentelevät alueella vaikeissa olosuhteissa.