Luvassa etelän kelejä

ilmasto Suomessa ilmasto lämpenee ­nopeammin kuin maailmassa keskimäärin. Neljän vaihtoehtoisen kasvihuonekaasujen päästöskenaarion perusteella povataan lämpimiä sateita ja yhä vähälumisempia talvia. Merenpinnan muutosta on vaikeampi ennustaa, koska siihen vaikuttaa muun muassa jäätiköiden sulamisnopeus.

Merenpinta on noussut noin 20 senttiä sadan viime vuoden ­aikana, ja nousun arvellaan kiihtyvän. Vaikka vielä löytyy joitain presidentti Donald Trumpin kaltaisia epäilijöitä, tieteellisesti on todistettu, että ihminen on aiheuttanut ilmaston lämpenemisen.

”Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on noussut samaan aikaan, kun ihmisen tuottamat päästöt ovat nousseet”, ­sanoo ilmatieteen laitoksen professori Ari ­Laaksonen.

”On skeptikkoja, jotka väittävät, että lämpeneminen on luonnollista, mutta ilmakehän hiilidioksidimolekyyleistä pystytään havaitsemaan aivan selvästi isotooppianalyyseillä, kuinka paljon siitä on peräisin fossiilisista polttoaineista.”

Alkuaineiden eri isotoopit ovat lähtökohtaisesti samaa alkuainetta, esimerkiksi hiiltä, mutta niiden atomiytimissä on eri määrä neutroneja. Neutronien määristä voidaan päätellä tutkittavan hiilen historia.

Fossiilista hiiltä pääsee ilmakehään, kun ihminen käyttää fossiilisia polttoaineita, kuten öljyä, maakaasua tai kivihiiltä. Fossiilinen hiili on ollut miljoonia vuosia hautautuneena eikä ole sen vuoksi altistunut kosmiselle säteilylle. Luonnossa oleva hiili on puolestaan saanut kosmista säteilyä kaiken aikaa. Tieteellisesti nämä kaksi erilaista hiiltä pystytään erottamaan.

Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteena on ilmastonmuutoksen hillitseminen siten, että maapallon keskilämpötilan nousu jäisi alle kahden asteen. Vuonna 2015 solmittua sopimusta on tarkoitus soveltaa vuoden 2020 jälkeen.

Suomi lämpenee kaksinkertaisesti

Koko maapallon ilmasto on lämmennyt reilun asteen verran sen jälkeen, kun teollistuminen alkoi. Suomen keskilämpötila on noussut 1800-luvun puolivälin jälkeen 2,3 astetta. Napa-alueilla ja niiden läheisyydessä, keskilämpötila kasvaa enemmän kuin päiväntasaajan läheisyydessä.

”Syyksi yleensä mainitaan, että kun lumi- ja jääpeite vähenee, niin auringon säteilyä imeytyy enemmän maaperään. Tärkein syy löytyy kuitenkin niin sanotusta Stefan-Boltzmannin laista. Sen mukaan lämpimillä vyöhykkeillä lämpöä säteilee pois tehokkaammin kuin kylmillä vyöhykkeillä, kuten Suomessa.”

Suomessa lämpötilat ovat nousseet enemmän talvella kuin kesällä. Talvikuukausina keskilämpötila on noussut noin kolme astetta, joulukuussa jopa lähes viisi astetta.

Suomen keskilämpötilojen vaihtelu voi olla talvikuukausina jopa 15 astetta. Yksittäisen henkilön on vaikea havaita ilmastonmuutosta.

”Ilmaston tila on eri asia kuin säätila. Mutta on joitakin asioita, kuten lumen määrä, joista ilmaston lämpenemisen huomaa.”

Lumisen kauden pituus on lyhentynyt. Lapissa lunta on edelleen noin puoli vuotta, mutta etelässä vaihtelee hyvin paljon vuodesta riippuen.

”Noin kymmenen vuotta sitten Helsingissä oli kolme melkein lumetonta talvea, mutta seuraavina talvina tuli paljon lunta. Niin outoa kuin se onkin, nämä molemmat sopivat ilmastonmuutokseen”, Laaksonen toteaa.

Lumipeitteen määrä voi vähetä lämpenemisen vuoksi. Toisaalta ilmaston lämpeneminen voi aiheuttaa myös sen, että tapahtuu niin sanottu järviefekti ja lunta sataa hyvin paljon. Kun lämmenneen ilmaston vuoksi Itämeri ei ole jäässä talvella, merivettä pääsee haihtumaan entistä enemmän ja kylmä virtaus tuo sen rannikolle lumisateena.

Kun pääkaupunkiseudulla oli monta lumetonta talvea, Helsingin kaupunki oli päätellyt, että aurauskalustoa ei tarvita enää entiseen malliin. Ja sitten kun lunta tuli lumettomien talvien jälkeen, kaupungilla oli kaaos.

Kun luminen kausi lyhentyy Etelä-Suomessa, vaikutukset tuntuvat myös esimerkiksi autoilussa. Pitäisikö ilmastonmuutos huomioida nastarenkaiden käyttösuosituksissa?

”Pitäisi varmaan pikkuhiljaa harkita. Nastarenkaiden käyttö sulalla kelillä lisää ilmanlaatuongelmia”, Laaksonen pohtii.

Punkit tulivat ilmaston lämmetessä

Viime vuosina on rikottu lämpötilaennätyksiä Suomessa, muualla Euroopassa ja ympäri maailmaa. Keskilämpötilan kasvaessa etelässä kärsitään kuivuudesta, joka aiheuttaa muun muassa maastopaloja. Pohjoisessa sateet lisääntyvät, mikä lisää Suomessa tulvavahinkojen määrää. Sadetulvien määrä kasvaa, kevättulvat aikaistuvat ja näiden lisäksi tulee rannikkotulvia, jotka liittyvät merenpinnan kohoamiseen. Muualla maailmassa ääri-ilmiöt kasvavat, ja odotettavissa on muun muassa entistä hurjempia hurrikaaneja.

Kun säät lämpenevät, luonto reagoi ja sitä myötä ihmisten arki muuttuu. Kasvillisuuden rajat siirtyvät yhä pohjoisemmaksi. Samoin käy eläinten levinneisyydelle.

”Punkit ovat ikävällä tavalla levinneet viime vuosina, mikä johtuu ilmastonmuutoksesta. Espanjansiruetana tuli Suomeen 1990-luvulla, nyt sitä esiintyy jo Oulun korkeudella.”

Ilmastonmuutoksen myötä monien viljelykasvien kasvukaudet pitenevät, minkä vuoksi maatalous hyötyy lyhyellä aikavälillä.

Uusia mahdollisuuksia

Kun ilmasto lämpenee, lämmitystarve vähenee.

”Suomea koskevissa lämmitysennusteissa oletetaan, että lämmityksen tarve ei lisäänny, vaikka väestömäärän kasvaessa myös lämmitettävän tilan määrä kasvaa ja tiloja tarvitaan lisää”, ­sanoo Kauppakorkeakoulun professori Raimo Lovio.

Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi fossiilisista polttoaineista pitäisi pystyä luopumaan muutamassa vuosikymmenessä. Aikataulu on kireä.

”Suomen energiankulutuksesta fossiilisten polttoaineiden osuus on nyt 36 prosenttia. Se tarkoittaa hiiltä, öljyä ja maakaasua. Jos siihen päälle lasketaan vielä turve, puhutaan 40 prosentista”, ­Lovio kertoo.

Suomen hallitus on päättänyt hiilen käytön ajamisesta alas vuoteen 2030 mennessä. Helsingissä, Vantaalla ja Espoossa mietitään nyt, miten korvataan alueella olevien neljän hiilivoimalan tuottama kaukolämpö ja mitä uudet ratkaisut maksavat.

Päästörajoitukset tuovat mukanaan suuria muutoksia.

”Paperin painaminen on järjetöntä ilmastonmuutoksen näkökulmasta, koska sen tekeminen vaati paljon energiaa. Esimerkiksi Helsingin Sanomien lukeminen tablettitietokoneella on paljon järkevämpää kuin, että lehti painetaan paperille ja jaetaan ympäri Suomea”, Lovio mainitsee.

Paikkakuntakohtaisesti muutokset voivat olla hyvin kipeitä. Aina kun paperikone suljetaan, alueelta katoaa paljon työpaikkoja. Toisaalta paperin väistyessä metsäteollisuus on löytänyt uusia mahdollisuuksia.

”Kun fossiiliset polttoaineet täytyy korvata, niin biopohjaiset öljyt ja kemikaalit tulevat tilalle. UPM ilmoitti juuri mahdollisesta Saksaan perustettavasta kemikaalitehtaasta, joka ei tee sellua eikä paperia, vaan biokemikaaleja, joita voidaan käyttää monissa tarkoituksissa”, Lovio mainitsee.

Suomalainen metsäteollisuus on tuottanut paljon niin sanottua bulkkia eli matalan jalostusasteen tuotteita. Nyt käynnistyvä murros voi tuoda uusia mahdollisuuksia korkean jalostusasteen metsäteollisuustuotteisiin.

Säästäminen yksinään ei pelasta

Tulevaisuustutkija Risto Linturi ei usko, että ympäristökatastrofi pystytään välttämään ilman uusia keksintöjä.

”Jos nykyisillä keinoilla yritetään välttää ympäristökatastrofi, energiankulutusta täytyisi vähentää joka ikinen vuosi noin viisi prosenttia. Käytännössä se tarkoittaisi katastrofia ruuantuotannossa, lämmityksessä ja liikkumisessa”, hän huomauttaa.

Linturin mukaan maailmassa ei ole yhtään maata, joka pystyisi leikkaamaan edes yhtenä vuotena, saati sitten jatkuvasti, päästöjä viisi prosenttia.

”Säästäminen on harhapolku. Ainoa keino on teollisen rakenteen muutos hiilettömään talouteen”, Linturi sanoo.

Hän pelkää, että kansakunnat laittavat voimavaransa säästämiseen, ja sen vuoksi jätetään kehittämättä uutta, pelastavaa teknologiaa.

Pelkkä päästöjen vähentäminen ei riitä siinäkään mielessä, että Pariisin ilmastosopimuksen tavoite sisältää ajatuksen negatiivisista päästöistä. Kun päästöt on saatu kuriin, hiilidioksidia täytyy alkaa kerätä ilmakehästä takaisin. Siihen ei ole vielä käytössä olevaa teknologiaa.

”Energiaa on pakko tuottaa, mutta nyt pääosa tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla. Esimerkiksi saksalaisilla on kova tahto luopua niistä, mutta silti siellä on lisääntynyt hiilen polttaminen. Saksassa pelästyttiin Fukushiman ydinvoimalan onnettomuutta ja haluttiin vähentää ydinvoimaa”, Ilmatieteen laitoksen Ari Laaksonen sanoo.

Kun energia pitää tuottaa hiilivapaasti, ydinvoimatuotanto vaikuttaa houkuttelevalta, mutta sen riskit voivat kasvaa, kun ilmasto lämpenee. Esimerkiksi rannikoilla sijaitsevat ydinvoimalat ovat alttiina vedenpinnan vaihteluille ja myrskytuulille. Lisäksi lauhdevesien lämpötilan kohoaminen heikentää nykyisten voimaloiden ­reaktoritehokkuutta.

Teknologia aurinkoenergian hyödyntämiseksi ei ole vielä sillä tasolla, että se korvaisi fossiiliset polttoaineet.

”Nyt tarvitaan monella toimialalla kuulennon kaltaista kunnianhimoa. Energia täytyisi saada haitattomasti”, Linturi korostaa.

Hänen mielestään lupaavin näkyvillä oleva teknologia olisi aurinkopaneelit, joita tuotetaan ohutkalvotekniikalla. Kyse on paperinohuesta kalvosta, jota ainakin periaatteessa voidaan tehdä hieman samaan tapaan kuin aikakauslehtipaperia.

”Ohutkalvoista tehtyjä aurinkopaneeleita tuotetaan jo, mutta vasta muutamia prosentteja perinteisten piipohjaisten määrästä, koska niiden hyötysuhde on toistaiseksi ollut jonkin verran alhaisempi. Ohutkalvojen tehokkuuden parantaminen ja nopeampi valmistaminen on periaatteessa mahdollista, mutta käytännössä se vaatii tahtoa, insinööriosaamista ja kysyntää”, Linturi toteaa.

Ohutkalvon etu olisi siinä, että se voidaan kiinnittää esimerkiksi seinä- ja kattoelementteihin sen sijaan että asennetaan erillisiä paneeleja.

Grafeenista osaratkaisu?

Yhtäältä pitäisi luopua fossiilisista polttoaineista ja materiaaleista, joiden tuotannossa tarvitaan niitä. Toisaalta pitäisi pystyä keräämään hiiltä ­ilmakehästä. Ihanne olisi keino, jolla pystytään lyömään kaksi kärpästä yhdellä iskulla. Linturin mukaan tällaisesta esimerkki voisi olla nanohiilen eli grafeenin valmistaminen.

Grafeeni on materiaali, jota voidaan valmistaa hiilestä. Se on kestävä aine, joka on valoa läpäisevä ja johtaa hyvin lämpöä ja sähköä. Tällä hetkellä grafeenia käytetään hyvin vähän, mutta periaatteessa siitä voisi tehdä styroksin painoisena teräksenlujaa materiaalia.

Linturin hahmotelmassa grafeeniin tarvittavaa hiiltä ei oteta perinteisesti maasta, vaan se kerätään ilmasta. Prosessi vaatisi kuitenkin paljon halpaa energiaa. Sitä olisi taas saatavilla auringosta, ehkäpä niillä ohutkalvoilla kerättynä.

Suomen tilanne poikkeaisi monista muista maista

Keskimääräinen meriveden pinnan korkeuden muutos ja ennuste Helsingissä ja Vaasassa.

Merenpinta ei nouse kaikkialla yhtä nopeasti. Meriveden lämpölaajeneminen nostaa pintaa eri tavalla eri alueilla, ja jäätiköiden sulamisvedet eivät jakaudu tasaisesti. Suomessa Pohjanlahdella maankohoaminen tasoittaa nousua (pohjoisosissa maa kohoaa merenpintaa nopeammin). Kaavion sininen ja keltainen alue kuvaavat arvioiden epävarmuuden astetta. Mannerjäätiköiden sulamisnopeutta on vaikea ennustaa.

Lumiset päivät harvenevat

Lumipäivien määrä Suomessa eri RCP-ilmastoskenaarioiden mukaan vuosina 2070–2099

Yksikkönä lumipeitteen kestoaika (päivää vuodessa). Vasemmanpuoleisin kuva esittää lumitilannetta 1971–2000. Seuraava eli 2.6-skenaario tarkoittaa, että lumisuus heikkenisi vain vähän nykyisestä vuoteen 2099 mennessä. 4.5 toisi Keski-Suomen lämpötilat lähelle nykyistä Puolan ilmastoa. 6.0-skenaario veisi vielä kauemmas kohti etelää, ja 8.5 tarkoittaisi Unkarin nykylämpötilaa. Kartat ovat ilmasto-opas.fi-sivustolta. Skenaarioista on eri versioita, joissa lämpötilan ja kosteuden eri yhdistelmät vaihtelevat, esimerkiksi lämmin+kuiva, kylmä+kuiva ja kylmä+märkä. Kuvissa on niin sanottu keskiskenaario.

Talvet lämpenevät enemmän kuin kesät

Vuosisadan lopulla lämpenemisvauhtiin vaikuttavat voimakkaasti kasvihuonekaasujen päästöt.

Ylimmässä graafissa on suurinta lämpötilan nousua kuvaavan RCP 8.5 -skenaarion ennuste. Se kuvaa keskilämpötilan muutosta Suomessa vuoden eri kuukausina siirryttäessä vertailuajanjaksosta 1981–2010 vuosiin 2070–2099. Valkoisia palloja yhdistävä käyrä kuvaa mallien keskimäärin ennustamaa lämpötilan nousua ja varjostus kuvaa mallitulosten eroihin liittyvää epävarmuutta.

Keskimmäinen graafi näyttää kolmen paikkakunnan kuukausittaiset keskilämpötilat vuosilta 1981–2010.

Alimmassa graafissa paikkakuntien lämpötiloihin on lisätty RCP 8.5 -skenaarion ennustamat lämpötilan nousut Suomessa 2070–2099. Helsingissä lämpötila ei enää laskisi alle nollan.

Keskilämpötila nousee Suomessa

Vuoden keskilämpötilan muutos Suomessa vuosina 2000–2085 verrattuna jakson 1981–2010 keskimääräisiin arvoihin.

Kaavion neljä käyrää (RCP) esittävät 28 maailmanlaajuisen ilmastonmuutosmallin tulosten keskiarvoa kasvihuonekaasuskenaariolle.

Lyhenne RCP tulee sanoista Representative ­Concentration Pathways eli pitoisuuksien kehityskulun skenaariot.

RCP-skenaarioiden numerot eivät viittaa lämpöasteisiin, vaan ne liittyvät niin sanottuun säteily­pakotteeseen (wattia per neliömetri).

Kukin skenaario edustaa suurta joukkoa mahdollisia päästöennusteita. On olemassa useita päästöjen ja pitoisuuksien kehityskulkuja, jotka voisivat tuottaa samansuuruisen säteilypakotteen vuosi­sadan lopulla.

Suomi 150 vuotta

Kun itsenäinen Suomi täyttää 150 vuotta, ilmasto on edelleen lämmennyt ja maapallon väkimäärä lähentelee kymmentä miljardia.

”Etelä-Eurooppa alkaa kuivuuden vuoksi autioitua, osa muuttuu autiomaaksi, minkä vuoksi pakolaisia lähtee liikkeelle lisää”, tulevaisuustutkija Risto Linturi arvioi.

EU:n kansalaiset voivat tulla Suomeen vapaasti. Jos kaksikin prosenttia EU-kansalaisista tulisi Suomeen, väkilukumme kasvaisi kymmenellä miljoonalla. Infrastruktuuri joutuu koville. Tulijoita olisi myös muualta, koska monet alueet muuttuvat asuinkelvottomiksi.

”Lähellä päiväntasaajaa eletään sellaisissa lämpötiloissa, että viljan proteiinit tuhoutuvat.”

Ruoantuotantoon ja matkailuun tulee rajoituksia, kun ilmastonmuutosta yritetään hillitä. Todennäköisesti karjataloutta aletaan parinkymmenen vuoden kuluttua ajaa alas, ja merkkejä siitä on osin jo nyt. Hyönteisruoka kiinnostaa monissa maissa (ks. ”Maistuisiko sirkka?”).

”Sään vuoksi osa maanviljelystä olisi järkevä siirtää sisätiloihin. Karjankasvatuksen sijaan olisi hyvä alkaa tehdä synteettistä lihaa.”

Esimerkiksi ituja kasvatetaan jo nyt monikerroksisissa sisätiloissa ledivalojen avulla, jolloin saadaan moninkertainen tuottavuus verrattuna pinta-alaan, jota käytetään peltoviljelyssä.

”Melkein mitä tahansa voidaan kasvattaa led-valoilla. Nyt on vain aloitettu helpoimmista eli salaateista ja iduista, mutta jo ollaan menossa perunassa.”

Matkustaminen voi olla 50 vuoden kuluttua yhä harvempien herkku, mutta sen sijaan ihmisten ilona on keinoäly ja virtuaalitodellisuus, Linturi arvelee.

”Virtuaalimaailma on vapautus materiaalisesta maailmasta. Voimme nähdä muita ihmisiä, kokea mitä tahansa asioita maapallolla ja maapallon ulkopuolella. Ja se kuluttaa hyvin vähän energiaa.”

 Ilmaston lämmetessä osa kasvinviljelystä joudutaan siirtämään sisätiloihin. Samalla kasvaa paine karjankasvatuksen vähentämiseksi.

Keskilämpötila nousee Suomessa

Vuoden keskilämpötilan muutos Suomessa vuosina 2000–2085 verrattuna jakson 1981–2010 keskimääräisiin arvoihin.

Kaavion neljä käyrää (RCP) esittävät 28 maailmanlaajuisen ilmastonmuutosmallin tulosten keskiarvoa kasvihuonekaasuskenaariolle.

Lyhenne RCP tulee sanoista Representative ­Concentration Pathways eli pitoisuuksien kehityskulun skenaariot.

RCP-skenaarioiden numerot eivät viittaa lämpöasteisiin, vaan ne liittyvät niin sanottuun säteily­pakotteeseen (wattia per neliömetri).

Kukin skenaario edustaa suurta joukkoa mahdollisia päästöennusteita. On olemassa useita päästöjen ja pitoisuuksien kehityskulkuja, jotka voisivat tuottaa samansuuruisen säteilypakotteen vuosi­sadan lopulla.

Suomi 150 vuotta

Kun itsenäinen Suomi täyttää 150 vuotta, ilmasto on edelleen lämmennyt ja maapallon väkimäärä lähentelee kymmentä miljardia.

”Etelä-Eurooppa alkaa kuivuuden vuoksi autioitua, osa muuttuu autiomaaksi, minkä vuoksi pakolaisia lähtee liikkeelle lisää”, tulevaisuustutkija Risto Linturi arvioi.

EU:n kansalaiset voivat tulla Suomeen vapaasti. Jos kaksikin prosenttia EU-kansalaisista tulisi Suomeen, väkilukumme kasvaisi kymmenellä miljoonalla. Infrastruktuuri joutuu koville. Tulijoita olisi myös muualta, koska monet alueet muuttuvat asuinkelvottomiksi.

”Lähellä päiväntasaajaa eletään sellaisissa lämpötiloissa, että viljan proteiinit tuhoutuvat.”

Ruoantuotantoon ja matkailuun tulee rajoituksia, kun ilmastonmuutosta yritetään hillitä. Todennäköisesti karjataloutta aletaan parinkymmenen vuoden kuluttua ajaa alas, ja merkkejä siitä on osin jo nyt. Hyönteisruoka kiinnostaa monissa maissa (ks. ”Maistuisiko sirkka?”).

”Sään vuoksi osa maanviljelystä olisi järkevä siirtää sisätiloihin. Karjankasvatuksen sijaan olisi hyvä alkaa tehdä synteettistä lihaa.”

Esimerkiksi ituja kasvatetaan jo nyt monikerroksisissa sisätiloissa ledivalojen avulla, jolloin saadaan moninkertainen tuottavuus verrattuna pinta-alaan, jota käytetään peltoviljelyssä.

”Melkein mitä tahansa voidaan kasvattaa led-valoilla. Nyt on vain aloitettu helpoimmista eli salaateista ja iduista, mutta jo ollaan menossa perunassa.”

Matkustaminen voi olla 50 vuoden kuluttua yhä harvempien herkku, mutta sen sijaan ihmisten ilona on keinoäly ja virtuaalitodellisuus, Linturi arvelee.

”Virtuaalimaailma on vapautus materiaalisesta maailmasta. Voimme nähdä muita ihmisiä, kokea mitä tahansa asioita maapallolla ja maapallon ulkopuolella. Ja se kuluttaa hyvin vähän energiaa.”

 Ilmaston lämmetessä osa kasvinviljelystä joudutaan siirtämään sisätiloihin. Samalla kasvaa paine karjankasvatuksen vähentämiseksi.