Ilmastojärjestelmän "kadonnut lämpö" voi tulla esiin tulevaisuudessa

16.04.2010 17:26

Tiedelehti Sciencessä julkaistun artikkelin mukaan nykyisillä havaintovälineillä voidaan havaita vain noin puolet siitä lämmöstä, jonka uskotaan varastoituneen maan ilmastojärjestelmään viime vuosina.

Tutkimuksen tehneen National Center for Atmospheric Research (NCAR) -tutkimuslaitoksen asiantuntijat varoittavat, että nykyiset satelliittisensorit, meressä kelluvat mittalaitteet ja muut välineet ovat riittämättömiä havaitsemaan tätä "kadonnutta lämpöä", joka voi kasaantua syviin valtameriin tai muualle ilmastojärjestelmään.

- Kadonnut lämpö tulee esiin ennemmin tai myöhemmin. Vielä emme ole nähneet ilmaston lämpenemisestä koko totuutta. On erittäin tärkeää pystyä jäljittämään ilmastojärjestelmämme kasaantunut energia, jotta voimme ymmärtää, mitä on tapahtumassa ja ennustaa tulevaisuuden ilmastoa, sanoo tutkimuksen pääkirjoittaja, NCAR:n tiedemies Kevin Trenberth.


Kevin Trenberth kertoo tutkimuksesta.

Tutkijoiden mukaan viime vuonna nopeasti käynnistynyt El Niño -ilmiö voi olla yksi esimerkki siitä, miten varastoitunut aurinkoenergia tulee esiin.

Sciencessä julkaistua "Perspectives" -artikkelia ei ole vielä muodollisesti vertaisarvioitu, mutta Science-lehden asiantuntijat ovat arvioineet artikkelin erittäin tarkasti ennen julkaisua. Tutkimuksen ovat rahoittaneet Yhdysvaltain National Science Foundation ja NASA.

Trenberth ja kollegansa John Fasullo perehtyivät ilmastonmuutoksen keskeisimpään mysteeriin. Vaikka satelliittimittaukset osoittavat, että kasvihuonekaasut sitovat yhä enemmän lämpöä, tutkijat eivät vuoden 2003 jälkeen ole pystyneet ratkaisemaan, mihin suuri osa lämmöstä "katoaa".

Trenberthin mukaan asiaan on kaksi mahdollista ratkaisua. Toinen, joskin epätodennäköisempi, syy voisi olla virheellisissä satelliittimittauksissa. Paljon todennäköisempi selitys on, että lämpö varastoituu paikkoihin, joita ei riittävällä tavalla seurata, kuten valtamerten syviin osiin. Ongelmaa lisää maan pintalämpötilojen tasaantuminen viime vuosina. Sulavat jäätiköt ja merijää sekä nouseva merenpinta kuitenkin osoittavat, että lämmöllä on perustavanlaatuisia vaikutuksia planeettaamme.

Artikkelissaan Trenberth ja Fasullo selittävät, että on välttämätöntä mitata nykyistä tarkemmin energian virtaamista maapallon ilmastojärjestelmän läpi. Esimerkiksi ilmakehän keinotekoiseen muokkaamiseen tähtäävillä suunnitelmilla voi olla arvaamattomia seurauksia, joita on vaikea analysoida, mikäli tutkijat eivät pysty seuraamaan, miten lämpö liikkuu. Tarkempi analyysi ilmakehän ja valtamerten energiasta voi myös auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin ja jopa ennakoimaan epätavallisia sääilmiöitä, kuten viime talven kylmyyttä suuressa osassa Yhdysvaltoja, Eurooppaa ja Aasiaa.

Ilmastonmuutos on muutakin kuin lämpimämpi ilma

Kun kasvihuonekaasut kerääntyvät ilmakehään, satelliittimittalaitteet osoittavat kasvaa epätasapainoa auringosta ilmakehään tulevan energian, ja maan pinnalta lähtevän energia välillä. Tämä epätasapaino aiheuttaa pitkällä aikavälillä lämpenemistä.

Mutta maapallon kasvavan lämpömäärän mittaaminen on paljon monimutkaisempaa kuin lämpötilojen mittaaminen planeetan pinnalta. Valtameret imevät itseensä 90 prosenttia auringon energiasta, jonka kasvihuonekaasut ovat vanginneet. Lisäksi lämpöä kuluu jäätiköiden ja merijään sulamiseen, samoin kuin tiettyjen maa-alueiden ja ilmakehän osien lämpenemiseen. Vain pieni osa lämmittää ilmaa planeetan pinnalla.

Satelliittimittaukset osoittavat, että auringon säteilyenergian määrä, jonka kasvihuonekaasut ovat vanginneet, on kasvanut viimeisimpien vuosien aikana. Sen sijaan mitatun lämmön määrän kasvu 1000 metrin korkeudessa merenpinnasta mitattuna on pysähtynyt. Vaikka auringosta tulevan energian määrää on vaikea mitata tarkasti, Trenberth ja Fasullo arvioivat satelliittimittauksiin perustuen, että kasvihuonekaasujen vuoksi ilmakehään kasaantunut lämpö on noin 1 wattia neliömetriä kohti, mutta mittaukset merestä osoittavat, että lämpöä on kertynyt vain noin 0,5 wattia neliömetrillä. Tämä tarkoittaa, että noin puolet lämmöstä jää laskematta.

Tietty osuus puuttuvasta lämmöstä voi selittyä sillä, että satelliittien ja pinta-antureiden mittauksissa on epätarkkuutta. Myös mittalaitteiden keräämän datan virheellinen prosessointi voi aiheuttaa epätarkkuutta tuloksiin. Vuoteen 2003 asti mitattu lämpömäärä oli linjassa tietokonemallien arvioiden kanssa. Mutta uudet valtamerten monitorointilaitteet osoittavat tasaista laskua valtamerien lämpenemisessä, kun taas satelliittien mittaama epätasapaino maapallolle tulevan ja sieltä lähtevän säteilyn välillä kasvaa.

Osa puuttuvasta lämmöstä selittyy Grönlannin, Etelämantereen ja Pohjoisen napa-alueen jään sulamisella.

Puuttuvaa lämpöä voi myös olla valtamerissä. 1000-2000 metrin syvyydessä voidaan havaita lämpömäärän kasvua, mutta osa puuttuvasta lämmöstä voi olla syvemmällä, jonne valtamerianturit eivät ylety.

Trenberth ja Fasullo sanovat, että valtamerien mittauksia ja anturien määrää tulee lisätä. Lisäksi tulisi lisätä datan systemaattista analysointia sekä kehittää uusia tapoja kalibroida satelliittien mittauslaitteita, jotta mysteeri voidaan ratkaista. Esimerkiksi kelluvat mittalaitteet, joita on käytetty vuodesta 2000 lähtien, sijaitsevat noin 300 kilometrin päässä toisistaan, ja tekevät mittauksia noin 10 päivän välein pinnalta 2000 metrin syvyyteen asti. Suunnitelmissa on, että osa näistä laitteista voisi tehdä mittauksia myös syvemmältä.

-Ilmastonmuutos johtuu energian epätasapainosta: enemmän auringon säteilyenergiaa tulee ilmakehään kuin sieltä poistuu. Olemme huolissamme siitä, että emme pysty täysin mittaamaan tai ymmärtämään tätä epätasapainoa. Tämä aiheuttaa silmiinpistävän puutteen kyvyssämme havainnoida ilmastojärjestelmäämme kasautuvaa lämmön määrää, Fasullo sanoo.