Ilmasto on sään pitkän ajan keskiarvo

Suomessa on tänä talvena päästy nauttimaan hohtavista hangista ja kovista pakkasista etelä- ja länsirannikkoa myöten. Muuallakin on satanut paljon lunta, muun muassa Kreikassa koettiin rankimmat lumisateet yli vuosikymmeneen. Myös Yhdysvalloissa on ollut poikkeuksellisen kylmää.

Eikö ilmastonmuutoksen pitänyt tuhota lumiset talvet? Ilmatieteen laitoksen tutkija Mika Rantanen korostaa, ettei yksittäisestä talvesta voi vetää johtopäätöksiä ilmastonmuutoksesta.

"Ilmastonmuutoksen myötä kylmät ja lumiset talvet muuttuvat hiljalleen harvinaisemmiksi, mutta eivät häviä kokonaan. Sen sijaan leutojen talvien todennäköisyys kasvaa."

Sää on eri asia kuin ilmasto

Säällä tarkoitetaan ilmakehän hetkellistä tilaa. Sää on se, mitä näet kun katsot ulos ikkunasta: sataako, paistaako, tuuleeko, onko kylmä vai lämmin.

Ilmasto kuvaa sään yleispiirteistä luonnetta ja vaihtelua tietyllä alueella pitemmällä ajanjaksolla. Usein ilmastolla tarkoitetaan sään tilastollisia ominaisuuksia, esimerkiksi talven keskimääräistä lämpötilaa jollakin paikkakunnalla.

"Ilmastonmuutos vaikuttaa keskiarvojen kautta. Ilmastonmuutoksen myötä sää keskimäärin lämpenee ja sateisuus keskimäärin kasvaa", Rantanen selventää.

Suomessa ilmastonmuutoksen myötä talvisin kovat pakkasjaksot käyvät harvinaisemmiksi ja kesäisin helleaallot yleistyvät ja kestävät pidempään. Myrskyjen ei juuri arvioida voimistuvan, mutta tuulituhot saattavat lisääntyä koska maaperän routaisuus vähenee. Sadepäivien määrä ei välttämättä kasva, mutta sateisuus lisääntyy, eli kerralla sataa enemmän. Rantanen korostaa, että Suomen ilmastolle tyypillinen vuosien välinen suuri vaihtelu jatkuu myös tulevaisuudessa.

Suomen keskilämpötilan kehitys vuosina 1900-2020.

Ilmaston muuttumista voidaan sään tapaan arvioida tulevaisuuteen. Säätä ennustetaan tietylle ajan hetkelle tiettyyn paikkaan, kun taas ilmastonmuutosprojektioissa arvioidaan sään pitkän ajan tilastojen käyttäytymistä eri ilmastonmuutosskenaarioiden avulla. Tämä hävittää sään ja ilmakehän kaoottisen elementin ja mahdollistaa ilmastonmuutoksen arvioinnin pitkälle tulevaisuuteen. Sään ennustamiseen käytetään säämalleja, tulevaa ilmastoa arvioidaan ilmastomalleilla.

Ilmastonmuutos kuumensi lämpöaaltoa kahdella asteella

Aiheuttaako ilmastonmuutos yksittäisiä sääilmiöitä? Vastaus kysymykseen ei Mika Rantasen mukaan ole kyllä tai ei. Oikeampi kysymys hänen mukaansa onkin miten ilmastonmuutos vaikuttaa yksittäisiin sääilmiöihin ja esimerkiksi niiden voimakkuuteen.

Rantanen antaa esimerkin kesältä 2020, jolloin ennen kokematon helleaalto piti otteessaan Siperiaa. Esimerkiksi Verhojanskin kaupungissa mitattiin 38 celsiusastetta, mikä on alustavien tietojen mukaan* kaikkien aikojen korkein Arktisella alueella mitattu lämpötila. Jo alkuvuosi oli Siperian alueella tavanomaista lämpimämpi voimakkaan polaaripyörteen takia. Kesän helleaallon selitti puolestaan voimakas korkeapaine.

Helleaaltojen ajan ja paikan määräävät aina suihkuvirtausten käyttäytyminen, eli matala- ja korkeapaineiden sijainnit ilmakehässä. Voimakas helleaalto syntyy tyypillisesti pitkään paikallaan pysyvien korkeapaineiden eli sulkukorkeapaineiden yhteyteen. Ilmastonmuutoksen vaikutus helleaaltojen ”dynamiikkaan” eli korkeapaineiden syntymiseen ja niiden voimakkuuteen sisältää paljon epävarmuuksia. Aktiivisen tutkimuksen kohteena onkin selvittää, miten esimerkiksi Arktisen alueen nopea lämpeneminen vaikuttaa suihkuvirtausten käyttäytymiseen ja sitä kautta korkeapainetilainteiden syntymiseen.

Tutkijat pyrkivät selvittämään miten Arktisen alueen lämpeneminen vaikuttaa suihkuvirtausten käyttäytymiseen.

"Sen sijaan ilmastonmuutoksen vaikutus helleaaltojen 'termodynamiikkaan' eli lämpötiloihin tunnetaan varsin hyvin. Nykyilmastossa viime kesän kaltaisessa korkeapainetilanteessa lämpötilat nousivat Siperiassa korkeammiksi kuin ne olisivat nousseet viisikymmentä tai sata vuotta sitten", Mika Rantanen sanoo.

Vaikuttiko siis ilmastonmuutos Siperian lämpöaaltoon? Syntyyn ei välttämättä, mutta voimakkuuteen kyllä: lämpötilat olivat noin kaksi astetta korkeammat kuin samanlaisessa säätilanteessa vuonna 1900.

Vaikutus helleaaltoon helpompi osoittaa kuin ukkosmyrskyyn

Ilmastonmuutoksen vaikutus lämpötilaan liittyviin sääilmiöihin, kuten helleaaltoihin (voimistaa) ja kylmyysjaksoihin (vähentää) tiedetään suhteellisen hyvin, ja vaikutuksen suuruus yksittäisessä helleaallossa voidaan todentaa melko luotettavasti. Toisessa päässä ovat tornadot, ukkosmyrskyt ja muut nk. konvektiiviset sääilmiöt. Niiden osalta vaikutusta ei tunneta yhtä hyvin eikä ilmastonmuutoksen roolia pystytä yksittäisessä sääilmiössä todentamaan. Ilmastomallit eivät myöskään pysty simuloimaan yksittäisiä tornadoja, sillä niiden resoluutio on liian karkea kuvaamaan näin pienen mittakaavan ilmiöitä.

Näiden ääripäiden väliin jää liuta erilaisia sääilmiöitä, esimerkiksi rankkasateet.

"Tiedetään melko hyvin, että ilmastonmuutos voimistaa rankkasateita. Mutta onkin jo paljon monimutkaisempaa selvittää ilmastonmuutoksen roolia siihen, millä todennäköisyydellä tietty rankkasade esiintyy tiettyyn aikaan juuri tietyssä paikassa", Mika Rantanen sanoo.

Hänen mukaansa ilmastonmuutoksen vaikutus helleaaltoihin on "helpompi" osoittaa kuin moniin muihin sääilmiöihin muun muassa sen takia, että lämpötiloista on olemassa pitkät ja laadukkaat havaintoaikasarjat. Lisäksi ilmastomallit osaavat yleensä simuloida tällaisia tilanteita melko hyvin ja myös ymmärrys sääilmiön synnystä on hyvä.

Lisää tutkimusta kuitenkin tarvitaan, jotta ilmastonmuutoksen ja sään väliseen tiiviiseen suhteeseen saadaan lisävalaistusta.

*Maailman ilmatieteen järjestö WMO on vahvistanut ennätyksen artikkelin kirjoittamisen jälkeen.