keskiviikko 20. maaliskuuta 2013

Hiilidioksidi ja lämpötila seuraavat toisiaan

Olen tässä blogissa seuraillut hiilidioksidikonsentration ja maapallon ilmaston välistä riippuvuutta tilastotietojen avulla (viimeksi täällä). Nykyilmaston lisäksi asiaa voidaan tarkastella myös selvittämällä menneisyyden tapahtumia.

Yksi tärkeimmistä lähestymistavoista tässä suhteessa on Etelämantereen ja Grönlannin ikijään kairaaminen. Reilun kymmenen vuoden takaisten tutkimusten mukaan hiilidioksidi seuraa noin 800 vuoden viiveellä lämpötilaa.

Viiveen pituuden määrittämistä on kuitenkin häirinnyt se, että sen prosessin aikana kun lumesta muodostuu jäätä, pääsee ilma vielä pitkään diffundoitumaan. Siten jään sisälle jäänyt hiilidioksidi on nuorempaa kuin itse jää, jonka ikä määritetään vuosikerrosten perusteella hieman samalla tavalla kuin puun ikä vuosilustoista.

Tähän ongelmaan on nyt tarttunut eurooppalainen tutkijaryhmä, joka on pystynyt selvittämään viiveen suuruutta hyödyntämällä typen eri isotooppien suhdetta toisiinsa. Tulokset osoittavat, että hiilidioksidi ja antarktiksen lämpötila näyttäisivät seurailleen toisiaan hyvin tiiviisti viimeisen 18 000 vuoden ajan.

Nyt tutkittu kysymys on erittäin tärkeä, sillä 1900-luvulla alkaneen ja ennusteiden mukaan yhä kiihtyvän ilmaston lämpenemisen pääasiallinen aiheuttaja on teorian mukaan ilmakehän kasvihuonekaasut, joista hiilidioksidi on merkittävin. Yksi tämän hypoteesin hankalimmista ongelmista on ollut hiilidioksidin ja ilmaston lämpenemisen nurinkurinen suhde - siis se, että hiilidioksidi seuraa lämpenemistä eikä päin vastoin.

Valitettavasti uusi tutkimus ei ratkaise ongelmaa, vaan hiilidioksidin nousun ja ilmaston lämpenemisen välinen järjestys jää edelleen auki. Ilmastonmuutoskeskustelussa uusi tutkimus kuitenkin poistaa yhden sekptikoiden tärkeimmistä argumenteista, koska enää ei ole relevanttia tieteellistä tietoa siitä kumpi oli ensin, lämpeneminen vai hiilidioksidi.

Tämän huomioidessaan on kuitenkin syytä panna merkille, ettei argumentti tutkimuksen perusteella siirtynyt ilmastonmuutoshypoteesin tueksi, sillä tutkimusmenetelmien tarkkuus on tarkentuneenakin parinsadan vuoden luokkaa ja itse "muna vai kana" -kysymys jää näin avoimeksi.

Puutteistaan huolimatta uusi tutkimus osoittaa kuinka ymmärryksemme ilmaston kehityksestä etenee. Samalla se kertoo, ettei ilmastonmuutoshypoteesin kaikkia taustaoletuksia ole vielä ehditty osoittamaan oikeaksi (tai vääräksi), vaan tutkimus perusteista jatkuu edelleen. Näin siitä huolimatta, että ilmastonmuutoksen torjuntatoimet ovat jo meneillään.

Suomessa tämän alan vahvin osaaminen liittyy metsiin ja toisaalta puiden hyödyntämiseen ilmaston muutoksissa menneinä aikoina. Näillä kahdella tutkimusryhmällä näyttäisi olevan erilainen näkemys ennustetun ilmastonmuutoksen varmuudesta, mutta molempien tutkimukset yhdessä tulevat aikanaan johtamaan muun maailman tutkijoiden töiden kanssa jonkinlaiseen synteesiin, jonka perusteella meille syntyy varmuus ilmastonmuutoksen tulevaisuudesta sekä sen mekanismeista. Sitä odotellessa voimme kerta toisensa jälkeen nauttia näiden tiedemiesten kekseliäistä tutkimuksista ja niiden tuloksista.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Hiilidioksidin vaikutus maapallon lämpötilaan on katoamassa
Ennakoiko lämmin syyskuu ilmastonmuutoksen paluuta?
Siirtyviä maalitolppia ja outoja ilmastomalleja



7 kommenttia:

  1. Peltikattomainoksessa oli että "säät vaihtelee, Weckman pysyy".

    Pitkään kuulunut väite on että jos hiilidioksidipitoisuus kasvaa se nostaa lämpötilaa. Kuitenkin on ollut aikoja jolloin tietyssä paikassa oli ollut kylmempää mutta hiilidioksidipitoisuus oli ollut suurempi. Tai sitten jossakin paikassa oli ollut lämpimämpää mutta hiilidioksidipitoisuus oli ollut pienempi. On sitten ollut niin että jossain paikassa oli ollut lämpimämpää ja hiilidioksidipitoisuus oli ollut suurempi. Ja sitten on ollut niin että jossain paikassa oli ollut kylmempää mutta hiilidioksidipitoisuus oli ollut pienempi.

    Onko asia kuitenkin niin päin että lämpötilan pitää ensin nousta ennen kuin hiilidioksidipitoisuus voi kasvaa? Onko hiilidioksidipitoisuudella ja lämpötilalla mitään korrelaatiota tai kausaliteettia? Onko niin että y on x:n syy vai päinvastoin vai onko jokin kolmas asia molempien syy? Onko se sitten niin että hiilidioksidipitoisuudella ja lämpötilalla ei ole mitään tekemistä keskenään, ja ne vaihtelevat toisistaan riippumatta?

    Mistä se on alkujaan lähtenyt liikkeelle että hiilidioksidi on saanut niin suhteettoman suuren huomion? Joku typpidioksidi ja rikkidioksidi eivät ole saaneet vastaavaa huomiota ja ne ovat hengitykselle vaarallisempia, samoin kuin pienhiukkaset. Hiilidioksidi on hajuton, mauton ja väritön. Sitä on hengitysilmassa kun sitä tulee uloshengityksen mukana. Hiilidioksidi on elämälle välttämätön kaasu. Jos sitä on enemmän niin kasvit hyötyvät siitä ja kasvavat paremmin.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Jääkairatutkimukset osoittavat, että pitkällä aikavälillä korrelaatio hiilidioksidin ja lämpötilan välillä on. Kausaliteetti sen sijaan on epäselvä. Lisäksi on varmaa, että kasvillisuus hyötyy ilmakehän kohonneista hiilidioksidipitoisuuksista.

      Happosateet (typpi- ja rikkidioksidi) olivat katastrofimuotia 1980-luvulla. Niistä lisää esimerkiksi täällä: Katastrofismi ja ilmastonmuutos.

      Poista
  2. Sikäli kuin olen ymmärtänyt oikein la nina/ el nino- sykli on kääntymässä la nina voittoiseksi. Viimeksi vastaava käänne tapahtui 1940-luvun alkupuolella. Sen seurauksena globaali lämpötila kääntyi laskuun.

    Viilenevää ilmastoa riitti 1970-luvulle asti, jonka jälkeen el nino- vaihe on ollut niskan päällä ja ilmasto on lämmennyt. Jos ilmaston lämpeneminen nyt jää polkemaan paikalleen puhumattakaan , että jos ilmasto alkaa viiletä, se saattaa olla merkki siitä, että CO2:n lämmittävä vaikutus on heikompi kuin mitä on ajateltu.

    Lisäksi bonuksena on auringon vähäisempi aktiviteetti verrattuna varsinkin 1900- luvun jälkipuoliskoon. Sellaisiakin näkemyksiä on esitetty, että edessä saattaisi olla hyvin kylmiä vuosikymmeniä - vähän pikku jääkauden tapaan. Aika näyttää.

    Tietääkseni CO2:n lämmittävä vaikutus on todistettu jo sata vuotta sitten, mutta lämpenemisen määrästä kiistellään. Itse veikkaan, kun koulutusta alalle ei ole, että pohjimmiltaan lähes kaiken takana on viime kädessä aurinko, joka vaikutuksellaan jyrää hiilidioksidin.

    Mielenkiintoisinta seurattavaa lähivuosina ainakin minulle on kasvukauden aikaisen lämpösumman ja sateisuuden tarkkailu. Viilenevä ilmasto nostaa viljan hintaa eli seurataan sitäkin.

    VastaaPoista
  3. Voi hyvinkin olla, että menneisyydessä ilmaston lämpeneminen on alkanut hieman ennen hiilidioksidipitoisuuden nousua. Tämä ei kuitenkaan ole erityisen vahva argumentti "skeptikon" käsissä.

    Tiedät varmasti, että ilmaston vaihtelut menneisyydessä korreloivat varsin hyvin maapallon radan, akselin jne. pienien vaihteluiden kanssa. Miten nämä muutokset ja hiilidioksidin määrää liittyvät toisiinsa? Esim. jääkauden lopulla lienee tapahtunut yksinkertaistetusti näin:

    1. Maapallon akselin kulma (tms. astronominen tekijä) muuttuu hieman, maapallolle tuleva säteilyn määrä/jakauma muuttuu, jolloin ilmasto alkaa lämmetä.

    2. Tämä alkusysäys käynnistää joukon positiivisia takaisinkytkentöjä, jotka johtavat hiilen vapautumiseen ilmakehään. Lämpeneminen kiihtyy. Siten on aivan luonnollista että hiilidioksidin määrä ilmakehässä nousee vasta kun jokin määrä lämpenemistä on jo tapahtunut. Siis: pieni muutos maapallon saamassa auringon säteilyssä ja sen jakautumisessa johtaa kerrannaisvaikutusten (hiilidioksidi merkittävimpänä) kautta huomattavaan lämpenemiseen.

    3. Maapallon ilmasto siirtyy uuteen tasapainotilaan.

    Näin siis asiat kun ihminen ei ole sotkemassa tilannetta. Tämä selitys tässä muistinvaraisesti, etsin tarkemmat lähteet jos olet kiinnostunut. Oletko tutustunut tähän selitykseen aiemmin ja miltä se sinusta kuulostaa?

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Ilmaston yhteys astronomisten tekijöihin on toki hyvin tuttu. Myös selitys jääkauden lopulla tapahtuneesta kuulostaa mielenkiintoiselta, vaikka en olekaan kuullut sitä aiemmin.

      Aihe sinänsä on poikkeuksellisen mielenkiintoinen, sillä hiilidioksidin ja ilmaston yhteys on tärkeä lenkki ilmastonmuutosmallien verifioinnissa. Ennustettu lämpeneminenhän aiheutuu mallien perusteella nimenomaiseti ihmisen aiheuttamasta kasvihuonekaasujen lisääntymisestä - joista hiilidioksidi on tärkein.

      Poista
  4. Kirjoitit että hiilidioksidin ja lämpenemisen nurinkurinen suhde on yksi ilmastonmuutoshypoteesin "hankalimmista ongelmista". Kuitenkin ilmastotutkijoilla on ollut hyvä selitys tähän ongelmaan koko ajan. Mistä hankit tietosi ilmastonmuutoksesta? Ehkä tietolähteesi eivät syystä tai toisesta välitä kaikkea oleellista tietoa?

    Ihmiskunnan toimien seurauksena ilmakehän koostumus muuttuu kymmeniä kertoja nopeammin kuin koskaan viimeisten (satojen?) vuosimiljoonien aikana. Sanot että varmuus puuttuu. No ei meillä mitään muuta olekaan kuin epävarmuutta koska tapahtuu asioita joita ei koskaan aiemmin ole tapahtunut. Meillä on tämä ainoa planeettamme panoksena tässä pelissä, ja parhaillaan heitämme sokkona noppaa ilman että tiedämme edes pelin sääntöjä.

    Maapallo kyllä sopeutuu uuteen hiilidioksidin määrään ja saavuttaa tasapainotilan ehkä muutaman tuhannen vuoden kuluttua. Mitä ennen sitä tapahtuu tulee luultavasti olemaan hyvin epämiellyttävää ja uhka koko sivilisaatiolle.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Olen kanssasi samaa mieltä, että edessämme on ilmaston suhteen epävarmat ajat. Samoin olen samaa mieltä siitä, että mikäli ilmasto muuttuu ennustetulla tavalla, on edessä ihmiskunnan kannalta ankeat ajat.

      Lisäksi olen kanssasi samaa mieltä vielä siitäkin, että ihmiskunta muuttaa ilmaston koostumusta enemmän kuin koskaan ennen. Ilmastonmuutoksen kannalta merkittävintä tässä suhteessa on ilmakehän hiilidioksidikonsentraation kasvu. Siitä on olemassa suorat mittaukset vuodesta 1959, jolloin pitoisuus oli noin 0,0316 prosenttia. Viime vuoteen mennessä hiilidioksidin määrä oli lisääntynyt 0,0394 prosenttiin. Toisin sanoen hiilidioksidin määrä on noussut noin neljänneksen puolessa vuosisadassa.

      Poista

Kiitos ajatuksen lukemisesta

Tervetuloa uudelleen!