Epävarmaa
Ilmakehän ja ilmaston dynamiikka pysyy puheenaiheena päivästä toiseen, samoin näköjään myös näissä minun blogeissani. Nyt on taas ajankohtaista pohtia tätä, kun eilisen uutisissa ilmoitettiin että Maan hiilidioksidipitoisuus, nyt tasolla 403 ppm, on nyt korkeimmillaan sitten 800 000 vuotta sitten https://www.energetskiportal.rs/en/wmo-greenhouse-gas-concentrations-reach-highest-level-in-800000-years/.
Maailman meteorologisen instituutin tiedotteessa sanotaan että se on nyt samalla tasolla kuin 3-5 miljoonaa vuotta sitten – siis siinä vaiheessa kun nykyinen jäätiköitymisten sykli oli vasta lupaavasti aluillaan. Tuolloin lämpötila on 2 tai 3 astetta korkeampi kuin nykyään, ja merenpinnat 10-20 metriä korkeammalla. https://public.wmo.int/en/media/press-release/greenhouse-gas-concentrations-surge-new-record
Maailman ilmastotutkimuksen mukaan tämä suoraan korreloi ilmaston lämpenemiseen- ja tämä on sellainen virallinen totuus jota ei saa edes ääneen epäillä. Ja kohtalaisen hyvin se näyttää korreloivan, ainakin viimeisen 400 000 vuoden aikana (https://www.e-education.psu.edu/egee102/node/1958 ) – mutta ei kuitenkaan ihan yksi yhteen.
Pidemmillä aikaväleillä, kauan sitten, korrelaatio lienee ollut perin heikko. Vielä Jura-, Liitu- ja Tertiäärikausien aikana, siis vielä n. 100 – 20 miljoonaa vuotta sitten, lämpötila on ollut useita asteita korkeammalla, ja merenpinnat jopa 100 metriä korkeammalla kuin nyt. Samaan aikaan hiilidioksidipitoisuudet ovat kuitenkin olleet merkittävästi matalammalla, ainakin jos ilmastoskeptikkojen sivuja on uskominen (tosin, miten luotettavia lienevät hiilidioksidin mittaustulokset noilta ajoilta?).
Ilmastoon vaikuttavat toki monet tekijät, kuten mantereiden sijainnit ja merivirrat. Esimerkiksi, ilmasto lähti kylmenemään nykyistä jäätiköitymisen aikaa kohti n. 30 miljoonaa vuotta sitten kun maayhteys Etelä-Amerikan ja Etelämantereen välillä katkesi. Noin 3 miljoonaa vuotta sitten taas Panaman kannas kohosi, ja katkaisi yhteyden Tyynenmeren ja Atlantin välillä, tämän seurauksena Atlantti alkoi jäähtymään, ja kehitys kulkemaan kohti nykyistä jäätiköitymisten kautta. Viimeisen miljoonan vuoden aikana Milankovich-sykli, eli rataparametrien vaihtelu on taas heilutellut Maan lämpötilaa niin että kylmemmät jäätiköitymisen vaiheet ovat toistuneet n. 100 000 vuoden jaksoissa. Muutokset kylmästä jäätiköitymisten kaudesta lämpimämpään kauteen ovat toistuvasti olleet hyvin nopeat – niin olivat myös n. 12 000 vuotta sitten viimeisimmän jääkauden loppuessa.
Ilmaston heilahteluissa, ja myös sen tasapainottumisessa merkittävinä tekijöinä ovat monenlaiset takaisinkytkentävaikutukset. Lämpenevä ilmasto esimerkiksi haihduttaa lisää vettä, joka toimii myös tehokkaana kasvihuonekaasuna ilmakehässä. Se myös vauhdittaa biomassan hajoamista, joka myös vapauttaa lisää hiilidioksidia. Hiilidioksidin ja lämpötilan lisääntyessä kasvien biomassa ja yhteyttämisteho lisääntyvät, mikä puolestaan vähentää hiilidioksidin määrää. Lämpeneminen ja korkea hiilidioksidipitoisuus lisää silikaattien rapautumista kallioiden pinnalta, mikä taas lisää karbonaattien saostumista merien pohjaan karbonaatteina.
Eräs merkittävä takaisinkytkentöihin vaikuttava tekijä on metaani. Lämpötilan noustessa tätä vapautuu enemmän esimerkiksi sulavasta ikiroudasta ja lämpenevistä merenpohjista. Tämä tehokas kasvihuonekaasu nostaa lämpötilaa, ja kiihdyttää kierrettä. Mielenkiintoinen maininta tuossa edellämainitussa on että myös metaanipitoisuus meteorologisen instituutin raportissa on, että metaanin pitoisuus on ollut jo 10 vuoden ajan tavallista korkeammalla.
Aikavaellus-hankkeessamme haluaisimme opettaa koululaisille ilmaston säätelyn mekanismeja ja periaatteita, ja sitä varten haluaisimme pystyttää jonkinlaisen hyvin yksinkertaisen ja vuorovaikutteisen mallisysteemin siitä miten se reagoi eri tekijöihin. Ilmastolle löytyy verkosta julkinen laskentamalli, täältä http://www.cesm.ucar.edu/models/ccsm4.0/ — julkaisijat ovat National Science Foundation (NSF) and the U.S. Department of Energy (DOE), ja Climate and Global Dynamics Laboratory (CGD) at the National Center for Atmospheric Research (NCAR), joten se lienee tällä hetkellä paras mahdollinen. Tämä on kuitenkin aivan liian monimutkainen meidän opetustarkoituksiimme. Osaisiko joku teistä arvioida millaisille yksinkertaisilla yhtälöillä voisimme mallittaa ilmaston määräytymisen perusreaktioita: Maahan tulevan ja pinnasta pois heijastuvan säteilyenergian, ja ilmakehän kasvihuonekerroksesta takaisin heijastuvan lämpösateilyn vuorovaikutteisia parametreja?
Aiheen suomenkielinen wikipediasivu näyttää sisältävän myös yhtälöitä: https://fi.wikipedia.org/wiki/Maan_s%C3%A4teilytasapaino .
Vähän off-topic, huomasin että tuollainen suomalainen väitöskirja oli tullut jossa oli tutkittu merijään bakteerien viruksia ja todettu että ne ovat spesifejä ja niillä on joku vaikutus bakteerifaunaan, http://www.syke.fi/fi-FI/Ajankohtaista/Vaitos_Merijaasta_loydetyt_virukset_tart(42538) . Ehkä virukset osaltaan veivät eteenpäin prokaryoottien evoluutiota – no, tämä ei varmaankaan ole mitenkään uusi idea, mutta nyt sitä on siis tutkittu merijään ekosysteemin osalta jossa suhteet ovat melko pelkistettyjä koska korkeammat eliöt puuttuvat.
Sinänsä ihan hauskaa huomioda nämä pikkiriikkisetkin tekijät, niinkuin virukset. Vaikka eivät ole oikeasti edes eläviä, niin siltä valtavan merkittäviä koko eliökunnan olemassaolossa. Esimerkiksi meressä virukset ovat tärkein tekijä joka pyörittää syaanobakteerien ja muiden mikrobien sulujen elinkiertoa. Ja kiakilla lajeilla, virukset ovat olleet hyvin merkittävä tekijä evoluution ylläpitämisessä.
tätä lämpenemis totuutta ei epäillä lännessä, idässä taasen odotetaan uutta jääkautta
… joo, näin se on. Yleinen mielipide kelpaa monesti totuudesta, vaikka se ei sitä välttämättä olekaan, ainakaan sellaisissa asioissa joita kukaan ei oikeasti varmasti tiedä. Niinkuin tulevaisuuden ennustaminen.
Mutta nuo idän ja lännen näkemykset eivät ole ihan näin mustavalkoiset, vaan paremminkin korreloivat kunkin tahon (oletettuihin ja lyhytnäköisiin) taloudellisiin intresseihin.
muistaakseni yleensä ennen jääkautta on ollut erityisen lämmin jakso, metaanin haihtumista itsekkin arvelisin ratkaisevaksi, atlannin ison kierron pysähtymisen ohella, joka malleissa saattaisi aiheuttaa yllättävän nopean jäähtymisen
vähemmälle huomiolle on ilmeisesti jäänyt avaruussää ja mikropartikkelien vaikutus jetsriimeihin sekä muuten pilvien muodostumiseen, vaikka tästäkin kai jo ollaan konseksukseen päästy että vaikuttaa säähän ainakin jollain tasolla
nasahan julkaisi juuri huomion siitä että yläilmakehän testaus suurenergisillä radioaalloilla vaikuttaa van-allenin vyöhykkeeseen ja sitä kautta myöskin avaruudesta normaalisti saapuvien mikropartikkeleiden määrään
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasas-van-allen-probes-spot-man-made-barrier-shrouding-earth
itse pidän tuota suurimpana syypäänä nyt nähtyihin erikoisiin sääilmiöihin, eli jos tuo vaikuttaa ratkaisevasti jetstriimien veden määrään eli partikkeleiden puuttuminen lisää vesi massoja striimeissä niin seuraukset olisivat loogisesti rankkasateiden rajuuden ja kuivien kausien lisääntyminen
lohdutuksena voi todeta että ainakin meillä nyt on olemassa keino jollain tavalla ohjata liiallista partikkeleiden määrää ja ehkä tulevaisuudessa ”luonnollisesti” myös lisätä niitä tarpeen vaatiessa
itse näen ilmaan ruiskutettavien partikkeleiden turhan vaarallisena kokeena jossa herkästi mennään sitten kiihtyvään kasvihuoneilmiöön, mielummin hiljalleen palauttaa van allenin sellaiseksi kun se on ollut, tosin usalle pitäisi kai keksiä sitten parempi kommunikaatio sukellusveneisiin jotta ne suostuisivat tuosta nykytouhusta luopumaan
subbareista tosin muutakin vakavaa haittaa maapallon eliöille, joutaisivat kieltämään koko touhun
Kyllä näin lienee että aerosolit ja mikrohiukkast vaikuttavat oleellisesti ilmastoon – ei vain kukaan taida tarkkaan tietää, miten.