Tilaa uutiskirje RSS-syöte
Maanantai 19.08.2019

Blogi

Heikki Nevanlinna:

Auringon vaikutus ilmastonmuutokseen vähäinen


03.11.2009 15:09

Auringonpilkkujen esiintymisien nykyinen minimikausi on venynyt 1-2 vuotta aikaisempia jaksoja pitemmäksi. Auringossa on pilkkuja vain harvakseltaan ja muutenkin aurinko uinuu rauhallisena. Vastaavaa tilannetta saa hakea 1800-luvun lopulta. Muuttaako auringon nykyinen poikkeustila merkittävästi maapallon ilmastollisia oloja? Ei muuta, on tiedeyhteisön vastaus.

Mitä auringonpilkut ovat?

Auringonpilkut ovat voimakkaita magneettikentän keskittymiä, joiden laajuus voi olla kymmeniä tuhansia kilometrejä. Magneettisuus estää auringon pinta-aineen vaihtumisen. Näin materia jäähtyy tuhatkunta astetta ja näyttäytyy maapallolta kaukoputkella katsottuna isolta tummalta läiskältä. Usein pilkun ympärillä tapahtuu äkillisiä muutoksia. Silloin aurinko on aktivoitunut ja se voi sinkauttaa avaruuteen suuria määriä korkeaenergiaisia sähköisiä hiukkasia ja voimakasta säteilyä. Hiukkaset muodostavat maapalloa alati pyyhkivän aurinkotuulen, jonka nopeus vaihtelee auringon tilasta riippuen muutamasta sadasta muutamiin tuhansiin kilometreihin sekunnissa. Maapalloon kohdistuessaan nämä aiheuttavat maan lähiavaruuteen avaruussääksi kutsutun vaihtelevan ilmiön, jonka tunnetuin ja näkyvin seuraus ovat revontulet.

Yhden suuren avaruussäähäiriön aikana maapallo vastaanottaa useiden tuntien ajan jopa 500 gigawatin verran lisätehoa, joka tarvitaan mm. revontulien sytyttämiseen. Tehomäärä on suunnilleen 10 kertaa enemmän kuin mitä Suomi kuluttaa kaikkia energiamuotoja yhteensä. Kaikki tämä tosin jää ilmakehän ulkopuolelle yli 100 km korkeuteen.

Auringon jakso on pidentynyt

Auringonpilkkujen esiintymisen 11-vuotisessa kiertokulussa keskustähtemme on vaiheessa, jolloin sen pinnalla näkyy vähiten pilkkuja. Kyseessä on auringonpilkku-minimi, joka on säännöllisesti toistuva normaali ilmiö. Edellinen pilkkuminimi oli vuonna 1996, ja nyt aurinko eläää uudelleen vähäpilkkuista minimikauttaan. Uuden jakson pilkkuja havaittiin auringossa alkuvuodesta 2008. Arvioiden mukaan seuraava pilkkumaksimi olisi 2013-2014.

Suurimmillaan pilkkujen määrä oli vuosina 2000-2001, jolloin auringossa saattoi olla kymmenkuntakin pilkkuläiskää yhtaikaa useiden päivien ajan. Silloin oli auringon-pilkkumaksimi. Vuoden 2009 aikana aurinko on tuottanut muutaman vähäisen pilkun kasvoilleen; noin 75 % vuoden päivistä on ollut ilman pilkkuja. Loka- marraskuussa auringon pilkkuja tuottavat prosessit aktivoituivat selvästi ja kaikki merkit viittaavat nyt siihen, että auringon matka kohti seuraavaa pilkkumaksimia on vauhdittunut.

Pilkkujen vähäisyys kuuluu normaalina vaiheena auringon pilkkusyklin hiljaisella kaudella. Tosin nykyinen jakso näyttää venyvän tavanomaista 11 vuotta pitemmäksi ainakin 12 vuoden kestoon. Viimeksi suunnilleen yhtä kauan kestänyt pilkkujakso oli yli 100 vuotta sitten 1800- ja 1900-luvun vaihteesta. Viimeksi kuluneiden noin 400 vuoden aikana pisimmät pilkkujaksot ovat kestäneet 13-15 vuotta, lyhyimmät 8-9 vuotta.

Pilkkumäärät vaihtelevat

Auringon pilkkujen määrien vaihtelu 11-vuoden jakson puitteissa liittyy auringon aktiivisuuden muutoksiin. Nyrkkisääntönä on että mitä enemmän pilkkuja sen aktiivisempi aurinkokin on ja erilaisia hiukkaspurkauksia ja voimistunutta säteilyä on silloin esiintymässä. Suurimmat pilkkumäärät havaittiin auringossa 1950-luvun lopulla, jolloin esiintyi myös poikkeuksellisen runsaasti avaruussäähäiriöitä. Sen jälkeen auringonpilkkujen keskimääräinen määrä on pysynyt suunnilleen samana aina 2000-luvun alkuun. Sen jälkeen pilkkujen määrä on kääntynyt hienoiseen laskuun ja edessä voi olla muutaman vuosikymmenen kuluttua samanlaisia vähäpilkkuisia kausia kuin mitä oli vallalla 1900-luvun alussa. Kovin paljon ajassa pitemmälle meneviä ennusteita ei voida laatia. Emme siten tiedä onko tulevina vuosikymmeninä edessä 1600-luvun lopussa vallalla ollut ns. Maunderin pilkkuminimi, jolloin aurinko esiintyi lähes ilman pilkkuja melkein 50 vuotta eikä Euroopassa havaittu revontulia vuosikymmeniin juuri lainkaan.

Auringonpilkut ja lämpötila

Auringosta maahan tulevan säteilyn keskiarvoa sanotaan aurinkovakioksi ja se on keskimäärin 1366 W/m2. Tutkijat arvioivat, että yhden prosentin pysyvä pudotus (noin 14 W/m2) aurinkovakiossa aiheuttaisi maapallon lämpötilassa reilun asteen kylmenemisen. Näin suuria vaihteluja ilmastohistoria ei kuitenkaan tunne. Satelliittimittaukset yli 30 vuoden ajalta osoittavat, että aurinkovakio vaihtelee auringon pilkkujaksojen mukana siten, että säteilyteho on suurimmillaan pilkkujen ollessa runsaimmillaan. Silloin aurinko on vähän kirkkaampi ja kuumempi kuin muulloin. Ero on kuitenkin pieni alle 1 W/m2 ja siitä aiheutuva lämpötilan muutos maapallolla on 0,1 asteen luokkaa. Näin siis pilkut itsessään kyllä vähentävät auringon säteilyä, mutta niiden ympäristössä oleva kirkkaat alueet voimistavat sitä pilkkuja enemmän.

Auringon säteilytehon vaihtelu on jaksollista 11-vuoden puitteissa, nousevalla pilkkukaudella tulee hieman lisää lämpöä, mutta laskevalla jaksolla se otetaan pois. Näin siitä ei aiheudu pysyvää lämpötilan kehitystä maapallolla. Auringonpilkkujakson mukainen pieni heilahtelu maapallon keskilämpötilassa voidaan tilastollisesti erottaa lämpötilan pintamittaussarjoista ja satelliittihavainnoista.

Viimeaikaiset satelliittimittaukset osoittavat, että auringon säteilyteho on pudonnut hieman (0,3 W/m2) edellistä minimikautta (vuonna 1996) alemmaksi, mikä lämpötilan muutoksena merkitsee joitain sadasosa-asteita. Auringon säteilyteho on pysynyt samalla tasolla viimeiset pari vuotta, ja on odotettavissa että se alkaa nousta kohti seuraavaa auringonpilkkumaksimia.

Hallitusten välisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) mukaan Maunderin minimikaudelta 1700-luvulta nykypäivään auringon säteilyteho on noussut alle 0,5 W/ m2, joka on vain murto-osa samaan aikaan tapahtuneesta ihmisperäisten kasvihuonekaasujen aiheuttamasta säteilypakotteesta. Tuona aikana Euroopassa esiintyneet kylmät ajanjaksot selittyvät siten pääosin muilla tekijöillä kuin auringon säteilyn puutteella. Kysymykseen tulevat tulivuorien purkaukset ja ilmakehän ja valtamerien välisten energian vaihtojen heilahtelut (kuten esim. El Niño).

Auringon säteilyvoimakkuuden muutoksilla vuosikymmenestä toiseen auringonpilkkujaksojen yli on oma merkityksensä maapallon lämpötiloissa ja ne on otettu mukaan maapallon mennyttä ilmastoa kuvaaviin fysikaalisiin malleihin. Alan tutkijoiden yleinen käsitys on, että auringon osuus viimeisen noin sadan vuoden aikana tapahtuneesta lämpötilan noususta on alle 10 %.

Auringon muutokset havaitaan yläilmakehässä

Auringon säteilymuutokset ja hiukkaspommitukset vaikutttavat voimakkaimmin ilmakehän ylimpiin kerroksiin stratosfääristä (noin 25 km:sta ylöspäin) korkeammalle. Eräs merkittävä vaikutus niillä on otsonikerroksen muodostumiseen UV-säteilyn kautta. Auringon vaihteleva aktiivisuus säätele merkittävästi yläilmakehän fysikaalista ja kemiallista tilaa. Näillä on suuri merkitys siellä lämpötila- ja painejakauman muutoksiin. Niiden vaikutuksesta tietyt ilmakehän suuren mittakaavan kiertovirtaukset muuttuvat auringon aktiivisuusvaihtelujen mukana eri ajanjaksoissa aina pilkkujen 11-vuotiseen esiintymiseen saakka. Tutkimuksissa havainnot ja ilmakehämallien laskelmat ovat hyvin yhtäpitäviä.

Paljon polemiikkia on herättänyt väitteet ulkoavaruudesta tulevan kosmisen säteilyn ilmastovaikutuksista. Ajatusmalli esitettiin jo 1950-luvulla. Aika-ajoin eri tutkijat ovat uudelleen ottaneet ne mukaan ilmastollisena vaikuttajana. Tunnetuin heistä on tällä hetkellä tanskalainen astrofyysikko Henrik Svensmark.

Aurinko on mukana aurinkotuulen kautta siten, että aurinkotuulen magneettikenttä säätelee maapallon ilmakehään pääsevien kosmisten hiukkasten määrää. Kosmisella säteilyllä on ilmakehässä ionisoivia vaikutuksia, joilla voi olla pilvien muodostumiseen merkitystä ja sitä kautta ilmakehän lämpötilaoloihin. Toistaiseksi tulokset ovat olleet varsin laihoja eikä kosmisella säteilyllä ole voitu osoittaa olevan kiistatonta osuutta maapallon pilvisyyteen eikä ilmastonmuutoksiin. Aihetta tutkitaan CERN:in hiukkastutkimuskeskuksessa. Käynnissä on ns. CLOUD-hanke, jossa kuplakammiokokeilla jäljitellään kosmisen säteilyn vaikutuksia ilmakehässä ja pilviprosesseissa. Mukana tässä kansainvälisessä hankkeessa on myös Ilmatieteen laitos.

Eniten vaikutuksia avaruussäähän

Auringossa on havaittavissa tiettyjä merkkejä, jotka viittaavat auringon yleisen aktiivisuustason alenemiseen tulevina vuosikymmeninä. Eniten rauhallisempi aurinko tulee vaikuttamaan maapallon avaruussäähän: vähemmän revontulia ja magneettisia häiriöitä. Avaruusliikenteelle tällaiset säänäkymät ovat hyviä, koska satelliitit ja muut avaruuslaitteet ovat silloin vähemmän alttiina auringon vaarallisille hiukkaspommi-tuksille ja voimistuneille säteilyille. Toisaalta auringon matala aktiivisuustaso lisää kosmisen säteilyn määriä lähiavaruudessamme, joka tuottaa avaruusliikenteelle omat ongelmansa kohonneen taustasäteilyn kautta.

Auringon osuus ilmastonmuutoksessa on vähäinen

Auringon vaihteleva aktiivisuus säätelee merkittävästi yläilmakehän (20-30 km korkeudesta ylöspäin) fysikaalisia olosuhteita kuten lämpötilan muutoksia ja yleensä avaruussäähäiriöiden voimakkuutta. Alailmakehässä, missä normaalit sääilmiöt vaikuttavat, auringon aktiivisuuden signaalit voidaan havaita esimerkiksi pieninä heilahteluina maapallon keskilämpötilassa auringonpilkkujen 11-vuotisessa rytmiikassa.

Maapallon nykyisessä ilmastonmuutoksessa auringon aktiivisuus on havaittavissa ja mitattavissa, mutta sen osuus ilmastonmuutoksen meteorologisissa tekijöissä on vähäinen.

Kirjoittaja on Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö. Kirjoittaja on Tiedonjulkistamisen valtionpalkinnon 15.4.2009 saaneen Muutamme ilmastoa -kirjan päätoimittaja.

Bookmark and Share






31


Jaana Kaipainen, Tarja Tuomainen:
Metsäkadon päästöt ja niiden vähentäminen Suomessa
Marja Järvelä:
Kuluttajista ilmastokansalaisiksi
Ilkka Savolainen:
Turvepeltojen päästöjä pitää vähentää
Antti Mäkelä:
Rankkasateet ja rajuilmat - mihin pitää varautua tulevaisuudessa?
Sanna Kopra:
Kiina nousemassa ilmastopolitiikan johtajaksi?
Pinja Sipari:
Ilmastokasvatusta opettajille
Anne Tolvanen:
Terve luonto osaksi maankäyttöä
Ilkka Savolainen, Sanna Syri:
Puusähköllä ajaa pidemmälle kuin puudieselillä - kumpaan metsiämme siis kannattaa käyttää?
Mikko Alestalo:
Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus jatkaa kasvuaan
Eemeli Tsupari, CO2Esto:
Lehmän lannalla liikenteeseen
Unto Eskelinen:
Yksinkertainen viesti ympäristökestävyydestä
Ilkka Savolainen:
Puun energiakäyttö ei ole ongelmatonta
Antti Iho:
Rajoja ja rakkautta ympäristönsuojelussa
Riitta Silvennoinen:
Bemarin uusi ekologinen elämä
Leena Kontinen:
Ihmisten Pariisi - muutos on alkanut
Piia Moilanen:
Tuottavuusloikka pyöräillen
Teija Lahti-Nuuttila:
Energiatehokkuudella vähemmästä enemmän
Jussi Uusivuori:
Väärät verot tulevat kalliiksi
Aki Mäki-Petäys:
Vaelluskalojen kohtalon hetki - nyt on aika toimia
Oras Tynkkynen:
Pariisin voittajat
Oras Tynkkynen:
Uusi sopimusluonnos avattuna
Emma Lommi:
Ilmastonmuutos on merkittävimpiä globaaleja terveys- ja tasa-arvokysymyksiä
Hanna-Liisa Kangas:
Teknologiayhteistyö tapahtuu kentällä - ei työpajoissa
Hanna Hakko:
Hanasaari suljetaan - seuraavaksi Suomen ja maailman muut fossiilivoimalat
Oras Tynkkynen:
Miksi en taputtanut Malesialle

Lisää blogeja >>

1 vko   |   2 vko   |   1 kk   |   3 kk

¿Quiénes son los responsables de afrontar el cambio climático?

Source: Infobae - El cambio climático es probablemente el mayor desafío ambiental y social que enfrenta la humanidad, y que fue generado por el ser humano. Es un problema global que se resuelve en forma global, en donde existen muchos matices que hacen difícil el consenso entre los países respecto a las decisiones que deben tomarse. Sin embargo, todos reconocen el siguiente principio como marco de discusión: principio de responsabilidades comunes pero diferenciadas. Este principio reconoce que todos los países tienen responsabilidad común de solucionar el problema, aunque no todos en el mismo nivel y grado, ya que históricamente los países desarrollados han contaminado más a efecto de construir sus economías que aquellos que están en vías de desarrollo. Y no todos los países tienen la misma capacidad y recursos para enfrentar la problemática.

Consecuencias del cambio climático en los peces

Source: El tiempo - Una subida de 2°C altera la metilación del ADN y la expresión de genes claves para la supervivencia y el desarrollo. Este estudio ofrece una nueva visión sobre las consecuencias del cambio climático en los peces a través de modificaciones epigenéticas en todo el genoma

Could evaporation be the next renewable energy?

Source: Reuters - Wind and solar power are growing as sustainable alternatives to fossil fuels, but storing renewable energy through the night, when the sun isn?t shining, or when no wind is rotating the turbines, remains a hurdle.

Figueres: ?Estados Unidos pierde competitividad saliendo del Acuerdo de París?

Source: EFE Verde - La ex secretaria de cambio climático de la ONU que alcanzó el Acuerdo de París y actual directora del proyecto Misión 2020, Christiana Figueres, subraya que EE.UU. "se queda rezagado y pierde competitividad" abandonando el Acuerdo de París y cediendo a otros países el liderazgo de la economía baja en carbono.

Reducir la deforestación e incrementar captura de CO2 en el suelo, una estrategia climática y de seguridad alimentaria

Source: El Periódico - Las políticas climáticas que se centran en la agricultura y los bosques podrían llevar al aumento de los precios de los alimentos, pero reducir la deforestación e incrementar la captura de carbono en la agricultura podría reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, evitando riesgos para la seguridad alimentaria, según un nuevo estudio publicado en 'Environmental Research Letters'.

Kunnat CO2-raportissa

Äänekoski
Alavus
Aura
Espoo
Eurajoki
Forssa
Hämeenkyrö
Hämeenlinna
Hamina
Hankasalmi
Hanko
Hartola
Hausjärvi
Heinola
Helsinki
Hollola
Hyvinkää
Iisalmi
Iitti
Ikaalinen
Ilmajoki
Ilomantsi
Imatra
Järvenpää
Janakkala
Joensuu
Jokioinen
Jyväskylä
Kärkölä
Kaarina
Kajaani
Kangasala
Karkkila
Kauniainen
Kemi
Kemiönsaari
Kerava
Kirkkonummi
Kiuruvesi
Kokkola
Kotka
Kouvola
Kuhmoinen
Kuopio
Kuortane
Kurikka
Kuusamo
Lahti
Laitila
Lappeenranta
Lapua
Lempäälä
Lieto
Lohja
Loimaa
Loviisa
Mäntsälä
Mänttä-Vilppula
Masku
Mikkeli
Mynämäki
Naantali
Nakkila
Nousiainen
Nurmijärvi
Orimattila
Oulu
Padasjoki
Paimio
Parainen
Parikkala
Pirkkala
Pori
Pornainen
Porvoo
Posio
Punkalaidun
Pyhtää
Raahe
Raisio
Rauma
Riihimäki
Rovaniemi
Rusko
Salo
Sastamala
Sauvo
Seinäjoki
Sipoo
Somero
Suomussalmi
Suonenjoki
Sysmä
Taivalkoski
Tampere
Turku
Tuusula
Ulvila
Uusikaupunki
Vaasa
Vantaa
Varkaus
Vihti
Ylöjärvi
Ylivieska