Luonnonolojen muuttuminen tarkoittaa eliöille esimerkiksi ravinnon laadun vaihteluita, mikä stressaa. Ilmastonmuutos kärjistää ongelmia.

Helsingin Yliopiston Biotieteiden laitoksen akatemiatutkija Marjo Saastamoinen sai Euroopan tutkimusneuvostolta 1,5 miljoonan euron viisivuotisen Euroopan tutkimussäätiön ERC-apurahan, jonka turvin hän selvittää stressitilanteista selviämisen keinoja.

Saastamoinen syventyy muun muassa vaikeissa oloissa sinnitteleviin perhosentoukkiin ja erityisesti toukkien suoliston salaisuuksiin. Hänen kiinnostuksensa kohteina ovat etenkin ketojen perhoset, perhosentoukat ja toukkien suolibakteerit.

"Tietynlaiset suoliston bakteerikannat saattavat auttaa toukkia sietämään huonolaatuisempaa ruokaa", selittää Saastamoinen.

"Hankalassa ympäristössä toukka kasvaa hitaammin, mutta pystyy kompensoimaan hitautta useammalla toukkavaiheella".

Populaatiotutkijoiden kultaryhmä

Saastamoinen sai hankittua erittäin kilpailtua ERC-rahaa tiimiin, joka on onnistanut samassa haussa poikkeuksellisen hyvin ennenkin: Vuonna 2011 Metapopulaatiobiologian tutkimusryhmä sai vastaavan nuoren tutkijan ERC:n, kiitos akatemiatutkijana nykyisin työskentelevän Anna-Liisa Laineen. Kokeneen tutkijan ERC :n puolestaan pokkasi jo vuotta aiemmin yksikön vetäjä, akatemiaprofessori Ilkka Hanski.

Tutkimuskohteenaan ryhmällä on ollut jo parinkymmenen vuoden ajan täpläverkkoperhonen, jota analysoidaan kaikilla mahdollisilla tasoilla: alkaen geeneistä, päätyen populaatioiden vuorovaikutuksiin.

Takaisin luontoon

Marjo Saastamoinen vertailee erilaisilla kedoilla elävien täpläverkkoperhosten geneettistä vaihtelua, käyttäytymistä ja ekologisia ominaisuuksia. Hän etsii perhosista sopeumia paikallisiin olosuhteisiin. Perhosia tarkkaillaan niiden oikeilla elinpaikoilla.

"Halusin viedä tutkimukset takaisin luontoon. Laboratorio-olosuhteet eivät heijasta todellista tilannetta".

Tutkimus keskittyy erityisesti kesän kuivuuden vaikutuksiin. Mutta miten perhosten käy, jos talvemme muuttuvat pysyvästi leudoiksi ja vähälumisiksi?

"Se onkin todella mielenkiintoinen kysymys, sillä talvehtiminen on täpläverkkoperhosille elinehto. Ne rakentavat talvipesän, jonka olosuhteisiin lumenpuute ilman muuta vaikuttaa. Sitä ei kuitenkaan ole tutkittu juuri lainkaan. Pitäisikin ehkä lisätä lumen vaikutus mukaan meidän tutkimukseemme".

Euroopan tutkimusneuvoston aloitusapuraha on kansainvälisesti arvostettu rahoitus, joka on tarkoitettu lupaaville tutkimusjohtajille oman tutkimusryhmän kokoamiseen ja itsenäisen työn käynnistämiseen Euroopassa. Tutkimusten johtajan väitöstyön tulee olla suhteellisen tuore, enintään seitsemän vuoden takaa.

Kansainvälinen ilmastonmuutosta tutkiva paneeli IPCC julkisti eilen sunnuntaina viimeisimmän raporttinsa. Kyseessä on niin sanottu synteesiraportti, mihin on kerätty olennaisimmat osat kolmesta laajasta viime vuonna julkaistusta arviointiraportista.

Keskeinen viesti on se, että ilmaston muuttuminen on tosiasia, sen olennaisin syy on ihmisen toiminta ja siitä koituu niin ihmisille kuin koko planeetalle suuria, laajavaikutteisia ja peruuttamattomia ongelmia, mikäli asiaa ei oteta nyt vakavasti.

Näin tuskin tulee käymään, sillä kyseessä on epäsuhtainen taistelu tuulimyllyjä vastaan – tässä tuulimyllyt ovat suuria öljy-yhtiöitä ja konservatiivisia voimia, jotka haluavat pitää elintapamme (täällä ns. lännessä) ennallaan.

Raportti, niin lohduttomalta kuin sen lukeminenkin tuntuu, on lisäksi kompromissi. Todellisuus näyttää vieläkin ikävämmältä: mikäli raportti puhuisi asiasoista niiden oikeilla nimillä, olisi kyseessä äärimmäinen myrskyvaroitus, ellei nyt aivan lopun aikojen ennustus.

Onneksi (jos niin voi sanoa) viimeaikaiset, selvät ja konkreettisesti huomattavat merkit ovat saaneet monet aiemmin vastahankaisesti ilmaston muuttumiseen suhtautuneet piirit ovat kääntämään kelkkansa. Tai ainakin pohtimaan sitä.

Tällaisia signaaleja ovat kuivuudet, tulvat, kylmät ja helteet, sekä lisääntyneet supermyrskyt. Elleivät talouspiirit osaa lukea luontoa, muutoksen näkee jo nyt maksettujen vakuutuskorvausten määrässä ja kokonaissummassa.

Jokainen etelän meriä kulkenut ja sen taivailla lentänyt tietää, että siellä Etelämannerta ympäröivällä vapaan veden alueella tuulee ja tuivertaa. Kap Horn ja Hyväntoivonniemi eivät ole syyttä saaneet paikkojansa merenkävijöiden legendoissa.

Tuoreen tutkimuksen mukaan tämä Etelämantereen ympärillä oleva polaarivorteksi, manteretta kiertävä hurjien tuulien vyöhyke, on nyt voimakkaimmillaan tuhanteen vuoteen.

Nerilie Abram Canberrassa sijaitsevasta Australian kansallisesta yliopistosta on kartoittanut tätä polaarivorteksia ja huomannut paitsi että se on voimistunut, niin myös selvittänyt mistä se saattaa johtua.

Tutkimus julkaistiin 11. toukokuuta Nature Climate Change -lehdessä.

Tuulivyöhyke suojaa

Ilmaston lämpeneminen ei ole näkynyt toistaiseksi Etelämantereella niin paljon kuin muualla, sillä manner on lämmennyt huomattavasti hitaammin kuin muu maailma. Abramin tutkimuksen mukaan voimistunut polaarivorteksi eristää tehokkaasti Etelämantereen, ja siksi lämmin ilma ei ole päässyt tunkeutumaan sinne samaan tapaan kuin muualle.

Samalla kun tuulet ovat voimistuneet, on tuulivyöhyke itse tullut pienemmäksi. Sen seurauksena esimerkiksi läntinen Australia on tullut kuivemmaksi ja Antarktikan niemimaan  pohjoiset osat ovat lämmenneet muuta mannerta nopeammin.

Vielä vuonna 2009 näytti siltä, että syypää tuulien voimistumiseen oli otsonikato ja siitä johtunut aukko otsonikerroksessa. Nyt näyttääkin siltä – etenkin kun otsonitilanne on paranemassa – että kasvihuonekaasut puskevat pyörrettä yhä vinhempaan vauhtiin.

Aussitutkijat analysoivat James Rossin saarelta poraamiaan jäänäytteitä, joiden avulla he saattoivat nähdä Etelämantereen lämpötilan yli tuhannen vuoden ajalta. Tämän perusteella he saattoivat arvioida tuulien voimakkuuden ja vorteksin laajuuden.

Nyt tuulet puhaltavat siis voimakkaammin kuin koskaan vuosituhannen aikana. Nopeuden kasvu ei kuitenkaan ole ollut tasaista, vaan se on kiihtynyt 1940-luvulta alkaen. Koska tuolloin ei otsoniaukosta ollut tietoakaan, ei se ole ollut syynä tuulien nopeuden kasvuun. Sen sijaan se on avittanut tilannetta myöhemmin: toisen, Australian kansallisen tutkimustoimiston CSIROn Wenju Cain tekemän toistaiseksi vielä julkaisemattoman tutkimuksen mukaan, otsonikato olisi vastuussa kahdesta kolmasosasta tuulien voimistumisesta ja kasvihuonekaasut yhdestä kolmasosasta.

Abram ryhmineen simuloi tilannetta kahdeksalla hieman erilaisella nykytietoihin ja mitattuihin kasvihuonekaasujen määriin perustuvalla ilmastomallilla, joista jokainen näytti tuulien voimistumisen alkavat 1940-luvulla. Niiden mukaan pohjoinen lämpenee eteläistä pallonpuolta nopeammin ja Etelämanner jää voimakkaiden tuulien sisälle nalkkiin.

Jännää on myös se, mitä näyttää tapahtuvan tulevaisuudessa.

Sitä mukaa kun otsonitilanne paranee, sen osuus vähenee, mutta tätä saadaan odottaa noin vuoteen 2045 saakka: siihen saakka tuulet pysyvät nykytasolla tai jopa voimistuvat, koska kasvihuonekaasujen määrä lisääntyy. Lisäisi ilmaston lämpeneminen sinällään myös pitää tuulia voimakkaina, joten helpotusta tilanteeseen ei ole tiedossa vielä pitkään aikaan – jos koskaan, mikäli nykyinen meno jatkuu.

Otsikkokuva on erinomaiselta earth.nullschool.net -sivustolta otettu ruutukaappaus; sivulla voi visualisoida maapallon pintatuulia.

Julkaisun tiedot: Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE2235

Tuoreen tutkimuksen mukaan pohjoisen pallonpuolen päällä olevat aaltoilevat nopeiden tuulien alueet, suihkuvirtaukset, ovat muuttuneet aikaisempaa mutkaisemmiksi. Tämä voi olla eräs ensimmäisistä, selvistä merkeistä käynnissä olevasta ilmastomuutoksesta. Se voi myös selittää tämänkin talven voimakkaat sääilmiöt Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa, sillä mutkitteleva suihkuvirtaus saa helposti aikaan saman säätyypin jysähtämisen paikalleen pitkäksi ajaksi.

Tutkimus esiteltiin Chicagossa meneillään olevassa suuressa tiedekokouksessa, Yhdysvaltain tieteenedistämisyhdistyksen kuuluisassa AAAS-tapahtumassa. Asiasta kertoi kokouksessa professori Jennifer Francis New Jerseyssä sijaitsevasta Rutgers -yliopistosta: "Tutkimuksemme mukaan tyypilliset sääkuviot ovat muuttumassa ja ihmiset ovat myös huomanneet sen, että sää heidän alueellaan ei ole enää sellainen kuin se yleensä on ollut."

Kylmät ja leudot talvet sekä enemmän tai vähemmän paahtavat kesät kuuluvat normaaliin sään vaihteluun, mutta viime vuosina vaihtelu on ollut hyvin voimakasta ja vallitseva säätyyppi on – juuri tutkimusen ennustamaan tapaan – lukittunut pitäksi ajaksi paikalleen. Tätä toki on tapahtunut aikaisemminkin, mutta ei tässä mittakaavassa. Voimakkaat sääalueet ovat saaneet aikaan ääri-ilmiöitä, jotka ovat toistuneet aiempaa useammin ja tuhoisempina.

Suihkuvirtaukset mutkalle

Maata kiertävät suurinopeuksiset tuulialueet, suihkuvirtaukset, ovat ala-ilmakehässä noin kymmenen kilometrin korkeudessa olevia putkimaisia vyöhykkeitä, joissa tuuli saattaa puhaltaa jopa noin 400 kilometrin tuntinopeudella. Tuulet puhaltavat tyypillisesti pohjoisella pallonpuolella kohti itää, eli usein esimerkiksi Atlantin yli kohti Eurooppaa lentävä lentokone saattaa lentää yli 1200 km/h:n maanopeudella, kun suihkuvirtaus saa aikaan sopivan myötätuulen. Toiseen suuntaan lennettäessä koneet joutuvat taas puskemaan vastatuuleen, mutta silloin lentäjät pyrkivät luonnollisesti välttämään suihkuvirtauksen voimakkaimmassa alueessa lentämistä.

Suihkuvirtaus mutkittelee ilmamassojen rajamailla jotakuinkin matalapaineiden yläpuolella, eli se on normaalisti epävakaisen sään yläpuolella. Mutkaisuudessa on selvästi havaittavissa pientä vaihtelua, mikä johtuu yksittäisistä matalapaineista, sekä laajempia kaaria, jotka vaikuttavat suursäätilaan.

Suihkuvirtaukseen vaikuttaa mm. pohjoisnavan ympäristön ja keskileveysasteiden välinen lämpötilaero, ja Rutgers -yliopiston tutkimus paneutuu juuri tähän. Kun pohjoiset alueet ovat muuttuneet lämpimämmiksi, on suihkuvirtauksessa havaittu tästä johtuvia selviä, pysyviä muutoksia. Paitsi että syvempien matalapaineiden vuoksi aikaisempaa mutkaisempi suihkuvirtaus saa säätyypin pysymään pitempään paikallaan, se puhaltaa toisinaan enemmän kylmää ilmaa kohti etelää ja lämmintä ilmaa kohti pohjoista. Tänä talvena tämä on ollut hyvin selvästi havaittavissa niin kylmässä hytisevässä Pohjois-Amerikassa kuin leudossa Pohjolassa. Myös Alaskassa on tavanomaista lämpimämpää.

"Meillä on luonnollisesti kunnollisia havaintoja vain lyhyeltä ajalta, mutta Arktis on lämmennyt voimakkaasti viimeiden 15 vuoden aikana ja näemme suihkuvirtauksessa muutoksia, jotka voidaan selittää vain sen avulla", Francis sanoo. "Oletan, että näemme tässä selviä merkkejä ilmaston muuttumisesta, ja asia tulee vain selvemmäksi sitä mukaa kun saamme lisää havaintomateriaalia."

Kansainvälinen YK:n ilmastokokous loppui viikko sitten (lauantaina, 22.11.2013). Varsovassa laihoin tuloksin. Kokous oli jo 19. sarjassa, jonka aloitti Rio de Janeiron kokous vuonna 1992. Jokaisen kokouksen tavoite on ollut selvittää ja vähentää ihmisen vaikutusta planeetan ilmastoon.

Ilmaston lämpenemisen vastaisista toimista väännettiinkin jälleen kättä viimeiseen asti ja kokouksessa päästiin lopulta kolmeen eritasoiseen sopimukseen. Konkreettisuus tosin jäi sanahelinän seassa varsin vähiin.

Mikä oli kokouksen todellinen tulos?

Varsovan ilmastokokouksen olennaisin päätös oli rahoituksen suuntaaminen ongelmien aiheuttajilta niistä eniten kärsiville.

Niin sanotun "Varsovan mekanismin" tarkoitus on helpottaa lämpenemisen vaikutusten kanssa kamppailevien elämää ja auttaa heitä ongelmiin varautumisessa. Käytännössä siitä saavat osansa lähinnä merenpinnan nousun uhkaamat maat sekä ilmaston ääri-ilmiöiden kuten taifuunien ja kuivuuden armoille jäävät. Maksajina ovat pääasiassa teollisuusmaat.

Mekanismia aletaan kuitenkin käytännössä viilata kuntoon vasta ensi vuonna. Jää nähtäväksi, kuinka paljon systeemi tulee käytännössä eroamaan siitä avustuksesta, mitä maailmalta normaalistikin ojennetaan katastrofien uhreille.

Muutamat tahot ilmoittivat lisäksi suorasta, konkreettisesta tuesta kehittyville maille. Tuen antajiin kuuluvat Suomen lisäksi Ruotsi, Norja, Iso-Britannia, Saksa, Japani, Etelä-Korea sekä EU ja USA. Pitkän aikavälin pysyväisrahoitusta ei kuitenkaan saatu varmistettua.

Toinen ja ehkä kokouksen konkreettisin sopimus koski metsäkadon rajoittamista. "REDD+"-ohjelmalla kannustetaan metsien suojelemiseen niiden tuhoamisen sijasta. Tavoite on saada sekä yksityinen sektori, kehittyvät maat, että alkuperäiskansat toimimaan yhdessä.

Metsät ovat hiilinieluja, jotka sitovat hiilidioksidia. Ne ovat siis omalta osaltaan tärkeitä ilmaston lämpenemisen säätelijöitä. Iso-Britannia, USA ja Norja ilmoittivat pistävänsä muutaman sata miljoonaa suoraan tähän projektiin.

Kaikkein aikojen voimakkaimpien myrskyjen joukkoon lukeutuva supertaifuuni Haiyan surmasi Filippiineillä ainakin 10 000 ihmistä, yli 600 000 joutui jättämään kotinsa ja miljoonat ovat välittömän avun tarpeessa. Tuulet puhalsivat yli 300 kilometrin tuntinopeudella, nostattivat metrien korkuisia aaltoja ja piiskasivat kaatosateen maahan ankaralla voimalla. Onko tällaiseen tottuminen? Ilmastotutkijoiden mukaan on – eikä pelkästään seuduilla, joilla myrskyjä on ollut ennenkin.

Ilmastonmuutoksen kieltävien vakioväitteenä on todeta, että ilmasto on vaihdellut aina eikä ihmisen toiminnalla ole mitään tekemistä asian kanssa. Uskonasioissa mitkään todisteet eivät tunnetusti riitä, mutta yhdysvaltalaistutkijat ovat vastikään julkaisseet tutkimuksen, jonka mukaan sademäärien kasvuun ja sadealueiden siirtymiseen vaikuttavat nimenomaan ”ulkoiset” tekijät – eli ihminen.

Tutkimuksen mukaan kasvihuonekaasujen lisääntyminen ja stratosfäärin otsonikato aiheuttavat maailmanlaajuisesti sademäärien kasvua ja jakautumista aiemmasta poikkeavalla tavalla. Asiaa ei ole helppo osoittaa, sillä havaintoaineistossa on runsaasti kohinaa, sademääriin vaikuttavia tekijöitä on paljon ja laskentamalleissa on usein virhelähteitä.

Muutokset sademäärissä ovat kuitenkin ilmastonmuutoksen merkittävimpiä seurauksia, mutta kuten tutkijat toteavat, ne ovat myös huonoimmin tunnettuja. Kasvihuonekaasujen määrän kasvu vaikuttaa mallien mukaan sademääriin ensinnäkin nopeuttamalla hydrologista kiertoa – lämpötilan noustessa haihdunta kasvaa – ja toisaalta muuttamalla ilmakehän virtausjärjestelmiä siten, että maapallon trooppinen vyöhyke laajenee, jolloin sekä sade- ja myrskyalueet että kuivat seudut siirtyvät kauemmas päiväntasaajasta.

Kate Marvel ja Céline Bonfils ovat kehittäneet Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa Kaliforniassa tilastollisen menetelmän, jolla voidaan tarkastella yhtä aikaa kumpaakin ilmiötä ja samalla erottaa ihmisen vaikutus luonnollisista vaihteluista.

Verrattuaan saamiaan tuloksia yli 30 vuoden aikana tehtyihin mittauksiin he totesivat sademäärien todellakin kasvaneen ja myrskyjen voimistuneen sekä samalla siirtyneen päiväntasaajaseuduilta kohti napa-alueita. Samanaikaisesti havaittujen ilmiöiden selitykseksi ei tutkimuksen mukaan riitä ilmaston luonnollinen vaihtelu.

Tutkimus julkaistiin 11. marraskuuta Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedejulkaisussa ja alkuperäinen artikkeli löytyy täältä.