Biomassa laukaistiin avaruuteen Jari Mäkinen Ti, 29/04/2025 - 15:37
Biomass taiteilijan näkemänä
Biomass taiteilijan näkemänä

Euroopan avaruusjärjestön uusin Maata havaitseva tiedesatelliitti Biomass on päässyt avaruuteen. Nimensä mukaisesti satelliitin tehtävänä on kartoittaa ja tutkia maapallon pinnalla olevaa biomassaa, etenkin metsiä sekä niiden osaa planeettamme hiilikierrossa.

Laukaisu tapahtui tänään Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta Vega-C-raketilla klo 12.15 Suomen aikaa. Satelliitti irrotettiin onnistuneesti raketin ylimmästä vaiheesta noin tunnin kuluttua laukaisusta ja klo 13.28 Suomen aikaa satelliitista saatiin ensimmäinen signaali – se toimi ja kaikki oli hyvin.

Saksan Darmstadtissa sijaitseva Euroopan avaruusoperaatiokeskus alkaa nyt tarkistaa satelliitin järjestelmiä ja virittää sitä vähitellen havaintotyöhön.

Satelliitin erikoisuus on suuri, 12 metriä halkaisijaltaan oleva antenni, joka on tehty verkosta. Laukaisun aikaan se oli pakattuna, mutta avaruudessa se avataan 7,5 metriä pitkän puomin päässä. Myös puomi oli laukaisun aikaan käännettynä kiinni satelliittiin, jotta se olisi mahtunut Vega-raketin nokkakartion sisään. Puomin avaaminen on myös jännittävä vaihe.

Suuri antenni on osa tutkalaitteistoa, jonka avulla pystytään mittaamaan ja tutkimaan paljon aikaisempia satelliitteja paremmin metsiä ympäri maailman.

Biomass puhjastilassa

 

Metsillä – niin pohjoisilla havumetsillä, tropiikin sademetsillä kuin autiomaiden käkkäräpuisilla ja kitukasvuisilla metsillä – on suuri osa maapallon hiilikierrossa. Ne sitovat ja varastoivat suuria määriä hiilidioksidia, mikä auttaa osaltaan säätelemään Maan lämpötilaa.

Metsät sitovat noin 8 miljardia tonnia hiilidioksidia vuosittain, mutta metsäkato ja metsien muuttuminen harvemmiksi sekä hiiliköyhemmiksi vapauttaa koko ajan metsiin varastoitunutta hiiltä takaisin ilmakehään. Tämä pahentaa osaltaan ilmastonmuutosta.

Haasteena on tähän saakka ollut se, että emme ole voineet määrittää tarkasti kuinka paljon hiiltä metsät varastoivat ja miten nämä varastot muuttuvat esimerkiksi nousevien lämpötilojen, ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun ja ihmisen aiheuttamien maankäytön muutosten vuoksi.  

Biomass auttaa tässä. Sen tutka on ensimmäinen ns. P-kaistalla, eli taajuusalueella noin 300 MHz – 1 GHz, toimiva kaukokartoitustutka. Biomass-satelliitin tutka toimii 435 megahertsin taajuudella, sen lähettämien radioaaltojen aallonpituus on 69 cm.

Tämä aallonpituus on kätevä siksi, että signaali läpäisee tiheitä metsälatvustoja, pilviä ja jopa osittain maaperää. Se siis ei havaitse vain lehtiä ja latvustoja, vaan pystyy näkemään kirjaimellisesti puut metsältä koska kuvissa ovat myös puiden rungot ja oksat.

Näin voidaan kartoittaa tarkasti maapallon biomassan määrä ja jakautuminen, jotka kertovat suoraan metsien hiilivarastoista.

Lisäksi tämän aallonpituuden avulla voidaan "nähdä" metsättömillä alueilla pinnan alle. Biomass saattaa siis paljastaa myös pinnanalaisia geologisia muodostumia tai esimerkiksi ihmisten tekemiä, hiekkaan peittyneitä rakenteita.

Samoin P-kaistan tutkalla voidaan arvioida tulvariskejä eri alueilla sekä kuvata jääpeitteiden sekä jäätiköiden pinnan alapuolisia maisemia.

Vaikka antenni on suuri, niin satelliitti pystyy tekemään havaintojaan maksimissaan vain 50 metrin resoluutiolla. Se ei siis näe yksittäisiä puita, vaan kartoittaa puumassaa laajemmin.

Vega-C laukaisualustalla

Biomass-satelliittia kuljettanut Vega-C laukaisualustalla ennen laukaisua. Kuvat: ESA ja ESA / M. Pédoussaut.

 

Biomass-satelliitin laukaissut Vega-C on uusi, isompi versio alkuperäisestä Vega-raketista, joiden lennot päättyivät viime syyskuussa. Kummallakin raketilla on ollut viime vuosina vastoinkäymisiä, mutta nyt hyvin onnistunut laukaisu saanee Vega-C:n takaisin normaalirutiiniin. 

Tälle vuodelle on suunnitteilla vielä kymmenkunta Vega-C:n laukaisua – seuraava on heinäkuussa. Kaikki virallisessa suunnitelmassa olevat lennot eivät pääse tänä vuonna matkaan, mutta joka tapauksessa lentotahti on nyt nopeutumassa olennaisesti.

Vega-C on 35 metriä korkea ja sen massa laukaisuvalmiina on 210 tonnia. Siinä on kolme kiinteällä polttoaineella toimivaa vaihetta ja neljäs, ylin vaihe, joka käyttää nestemäisiä ajoaineita, jotta sen moottoria voidaan sytyttää ja sammuttaa – kuten tällä lennolla. Näin satelliitit voidaan ohjata tarkasti halutulle kiertoradalle.
 

Huippuvuorten siemenholviin uusi lisäys - nyt yli miljoona siementä tallessa

Siemenholvin sisäänkäynti
Siemenholvin sisäänkäynti

Jos joskus maapallo joutuu suuren joukkotuhon kohteeksi, on Huippuvuorilla sijaitsevassa luolastossa tallessa yli miljoona siementä. Näillä turvataan viljelykasvien ja puulajiston monimuotoisuus tulevaisuudessa.

Kansainvälinen metsäntutkimuskeskus ja Maailman agrometsäkeskus (CIFOR-ICRAF) talletti tänään 120 000 siementä 13 afrikkalaisesta alkuperäislajista. 

Siemenholvi on kaivettu syvälle ikiroutaan Huippuvuorten pääkaupunki Longyearbyenin lähellä olevan vuoren rinteeseen. 

Kaikkiaan turvassa on nyt 1 331 458 siemennäytettä 6297 lajista, ja niitä on saatu kaikkiaan 123 luovuttajataholta.

Yksi niistä on CIFOR-ICRAF, joka teki ensimmäisen talletuksensa holvin avajaisissa vuonna 2008 ja on sen jälkeen tehnyt seitsemän talletusta.

Tämän vuoden talletus sisältää lajeja, jotka ovat kriittisiä ravinnon, metsityksen ja ilmaston sopeutumisen kannalta Afrikassa. 

Mukana on nyt myös siemeniä Afrikan ikonisesta baobab-puusta, jota kutsutaan myös "elämän puuksi". Ei ihme, sillä afrikkalainen baobab tarjoaa ruokaa, lääkkeitä ja taloudellisia hyötyjä miljoonille ihmisille. 

Siemenholvin varastoa

 

Nykyisin asutuksen sekä maanviljelyksen leviämisestä johtuvien hakkuiden ja ilmastonmuutoksen vuoksi arviolta 15 miljardia puuta häviää vuosittain, vaikka hiilidioksidin sitomisen kannalta puiden määrää pitäisi lisätä.

Samalla noin 38 % maailman puista on vaarassa kuolla sukupuuttoon, kun monissa niistä suositaan nopeasti kasvavia eksoottisia lajeja alkuperäisten sijaan.

Alkuperäislajien rooli ekosysteemien sietokyvyn vahvistamisessa ja paikallisyhteisöjen tukemisessa on erittäin suuri. Ne säilyttävät tärkeää monimuotoisuutta ja tukevat ilmastonmuutokseen sopeutumista sekä kestävää kehitystä.

Tämä uusin siementalletus auttaa säilyttämään alkuperäislajeja tuleville sukupolville. Monipuolisten ja resilienttien geenivarojen turvaaminen on tärkeää ruokaturvan ja ekosysteemien vakauden varmistamiseksi tulevaisuudessa.

Sisäänkäynti siemenholviin

 

Huippuvuorten siemenholvin omistaa ja sitä hallinnoi Norjan Maatalous- ja elintarvikeministeriö, ja se on perustettu palvelemaan maailman yhteisöä. Crop Trust tukee siemenholvin jatkuvaa toimintaa ja rahoittaa siementen valmistelua ja kuljetusta kehitysmaista laitokseen. Pohjoismainen geenivarakeskus (NordGen) operoi laitosta ja ylläpitää julkista verkkotietokantaa holvissa säilytettävistä näytteistä. Kansainvälinen neuvoa-antava neuvosto valvoo siemenholvin hallintaa ja toimintaa.

Juttu perustuu CIFOR-ICRAF:in tiedotteeseen.

Sodankylään ESAn satelliittien kalibrointi- ja validointikeskus

Satelliittiantenni ja mittalaitteita Sodankylän Tähtelässä
Satelliittiantenni ja mittalaitteita Sodankylän Tähtelässä

Euroopan avaruusjärjestö ESA perustaa yhdessä Ilmatieteen laitoksen kanssa Arktisen satelliittien kalibrointi- ja validointikeskuksen Sodankylään. Tällaista toimintaa on tehty Sodankylässä jo pitkään, mutta nyt toiminta saa virallisemman luonteen.

Jotta Maata havaitsevien satelliittien tuottamat kuvat ja keräämä tieto ovat luotettavia, täytyy satelliittimittauksia varmentaa Maan päällä tehtävillä mittauksilla. Esimerkiksi jos avaruudesta mitataan kosteutta tai hiilidioksidipitoisuutta, täytyy mittauksia näistä tehdä säännöllisesti myös alueella, jota satelliitti on tutkinut. 

Satelliittimittaukset kalibroidaan sitten paikan päällä tehtyjen mittausten kanssa.

Ilmatieteen laitos on tehnyt tällaisia mittauksia jo pitkään, ja näiden mittausten keskuspaikkana on yleensä toiminut Sodankylässä Tähtelän observatorioalueella sijaitseva Arktinen avaruuskeskus. Suomalaiset ovat osallistuneet myös mittauskampanjoihin muuallakin.

Tähtelässä sijaitsevat sekä Ilmatieteen laitos että Oulun yliopistoon kuuluva Sodankylän geofysikaalinen observatorio. Yhdessä nämä muodostavat varsin ainutlaatuisen tutkimuskeskittymän Lapissa.

SMOS-satelliitin maamittalaite

Sodankylässä Ilmatieteen laitoksen pihalla on mm. kosteutta mittaavan SMOS-satelliitin maatutkimuslaitteita. Tätä lokakuussa 2024 kuvattua tötteröä on käytetty jo 15 vuoden ajan. Kuva: Jari Mäkinen

 

Superkeskus Suomeen

Euroopan avaruusjärjestön Maan havainnointiohjelman ohjelmajohtokunta kokousti viime viikolla Saariselällä. Johtokuntaa johtaa tällä hetkellä Maanmittauslaitoksen apulaispääjohtaja Jarkko Koskinen.

Kokouksessa julkistettiin päätös perustaa Euroopan avaruusjärjestön ja Ilmatieteen laitoksen yhteistyönä Arktinen satelliittien kalibrointi- ja validointikeskus (Arctic-Boreal Earth Science, calibration and validation supersite).

”Keskus nostaa Suomen avaruustoiminnan vaikuttavuutta kansainvälisesti huomattavalla tavalla ja luo kasvun edellytyksiä suomalaiselle avaruustoiminnalle ja -teollisuudelle sekä parantaa tieteellisen tiedon tasoa", sanoo Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalas Ilmatieteen laitoksen tiedotteessa.

"Uudet satelliittimenetelmät yhdessä maanpintahavaintojen kanssa tarjoavat nykyistä merkittävästi tarkempaa tietoa hiilidioksidin ja metaanin lähteistä ja nieluista. Ilmatieteen laitos pyrkii olemaan maailman johtavia toimijoita alalla”, 

Hiilidioksidin ja metaanin lähteisiin ja nieluihin liittyy suurta epävarmuutta. Satelliittien ja tarkkojen maanpintahavaintojen avulla on mahdollista saada nykyistä huomattavasti parempaa tietoa näistä.

“Keskuksen sijainti korkeilla leveysasteilla, ja sitä ympäröivät boreaaliset metsät edustaen laajempaa ympäri napapiiriä ulottuvaa metsä- ja tundraekosysteemiä, tekevät siitä ihanteellisen paikan Maata kiertävien satelliittiemme keräämän datan käyttökelpoisuuden varmentamisessa", sanoo Simonetta Cheli, ESAn Maan havainnointi -ohjelmien johtaja.

"Uusi kalibrointi- ja validointikeskus parantaa satelliittipohjaisen tiedon laatua ja edistää uusien, arktiseen alueeseen liittyvien palveluiden ja sovellusten kehittämistä. Tämä ei ainoastaan hyödytä ESAa ja lisää ymmärrystämme metsä-tundra-ympäristöstä, vaan tarjoaa myös suomalaiselle teollisuudelle mahdollisuuksia kehittää ja testata uusia ympäristön mittalaitteita ja teknologioita."

Mittaustorni

Mittauksia tehdään myös mm. torneista ja lentokoneista. Tässä Ilmatieteen laitoksen tornissa on kaksi ESAn Elbara -radiometriä, toinen tornin huipulla ja toinen maanpinnan tasolla. Näillä mitataan sitä, miten pohjoinen havupuumetsä ja pehmeä maa (etenkin lumen sulamisen aikaan) vaikuttavat L-kaistan radiosignaalin voimakkuuteen. Kuva: Ilmatieteen laitos via ESA

ESAn Maan havainnointi -ohjelman mittauskampanjapäällikkö Malcolm Davidsonin mukaan ESA aikoo lisätä kykyään kalibroida ja validoida mikroaaltoalueella toimivia ja satelliittimittalaitteita hyperspektrihavaintoja tekeviä satelliitteja. 

"Tämän jo olemassa olevan keskuksen laajentaminen ns. superkeskukseksi vahvistaa sen kykyä osallistua tuleviin lukuisiin mittauskampanjoihin. Sellaisia ovat muun muassa Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring, Copernicus Imaging Microwave Radiometer, Copernicus Hyperspectral Imaging Mission, Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter, Radar Observing System for Europe at L-band ja Earth Explorer FLEX -kampanjat."

ESA pyrkii lisäämään läsnäoloaan jäsenmaissansa, ja ns. Superkeskukset ovat uusi tapa tähän. Sodankylän keskuksen julkistus osuu hyvin Suomen ESA-jäsenyyden juhlavuoteen; Suomi liittyi ESAn täysjäseneksi 30 vuotta sitten.

ESAlla on jo Suomessa ESA BIC Finland -yrityskiihdyttämö ja vastaperustettu Phi-Lab Finland -innovaatiokeskus, jotka toimivat yhdessä Aalto-yliopiston kanssa.

Mittalaitteita Sodankylässä

Mittalaitteita Sodankylässä Arktisessa avaruuskeskuksessa. Kuva: Jari Mäkinen

Pian pääsee Oravivuorelle virallista reittiä pitkin

Oravivuoren polun alku
Oravivuoren polun alku

Jyväskylän luona Korpilahden Oravivuoren laella sijaitsee Struven kolmiomittausketjun Puolakan mittauspiste, jonka kohdalla kohoaa metsän yläpuolelle komea puinen näkötorni. Pian sinne pääsee virallisesti ylläpidettävää reittiä pitkin.

"Polku Puolakan näköalatornille on ollut olemassa kauan, mutta se ei ole ollut virallisesti ylläpidetty reitti", kertoo viherpalvelupäällikkö Tiina Mäkinen Jyväskylän kaupungilta. 

"Virallistamisen avulla reittiä on mahdollista tehdä tunnetuksi sekä samalla edistää luonnossa liikkumista ja kulttuurimatkailua kiinnostavissa luontokohteissa."

Polku on jo nyt hyvin merkitty, mutta kulkee yksityismaiden kautta ja sijaitsee luonnonsuojelualueella. Polkua on ylläpidetty harrastajavoimin.

Oravivuoren polkua


Jyväskylän kaupunki ja paikalliset maanomistajat tapaavat perjantaina 31.1. Korpilahdella Alkio-opistolla ja sopivat polun muuttamisesta viralliseseksi ulkoilureitiksi. 

Reittitoimituksen tekee Maanmittauslaitos.

Nyt vahvistettavassa reitissä erityistä on se, että reitin alueen omistavat yksityiset maanomistajat. Useimmiten vastaavat virkistysalueet ja reitit sijaitsevat kaupungin tai kunnan mailla. 

Ulkoilureittitoimitusta on valmisteltu ja toteutettu hyvässä yhteistyössä maanomistajien, Jyväskylän kaupungin, Maanmittauslaitoksen, Vanhan Korpilahden kotiseutuyhdistyksen, Museoviraston sekä Keski-Suomen ELY-keskuksen kanssa. Virallisen reittitoimituksen myötä reitti merkitään pysyvästi Maanmittauslaitoksen ylläpitämään kiinteistörekisteriin, ja maanomistajat saavat kaupungilta rahallisen korvauksen reittiin luovutetusta maa-alasta.

Polulla täytyy kiivetäkin

 

Reittiä kohennetaan kesän aikana

Selkeästi maastoon merkittynä reitti myös estää luonnonympäristön hallitsematonta kulumista luonnonsuojelualueella. Jyväksylän kaupunki parantaa reittiä ja sen ympäristöä retkeilytarpeisiin kesällä 2025. Alueelle rakennetaan muun muassa ulkokäymälä ja pysäköintialue. Nyt autot on pitänyt jättää tien varteen ja pienelle tieleventeelle.

Loppukesälle 2025 reitille on suunnitteilla toimintaa Struven ketjun maailmanperintökohteeksi julistamisen 20-vuotisjuhlavuoden merkeissä.

Luonnossa liikkumisen mahdollisuuksien tunnetuksi tekeminen ja liikuntaelämyksien lisääminen ovat myös kaupungin uuden liikkumisohjelman tavoitteita. Liikkumisohjelmassa tavoitellaan paitsi liikkumisen esteiden vähentämistä, myös erilaisten motivaattorien löytämistä. 

Luontoliikuntaa edistämällä saadaan aktivoitua monia sellaisia, joita esimerkiksi perinteinen urheiluseuratoiminta ei saa liikkeelle. Ulkoilureitit ovatkin jyväskyläläisten suosituimpia liikuntapaikkoja heti kevyen liikenteen väylien jälkeen, sillä kaksi kolmasosaa kaupunkilaisista käy ulkoilureiteillä kuukausittain.

Näkötorni

Maisemaa tornista

Puolakan mittauspisteen kohdalla olevalta näkötornilta avautuu kaunis järvimaisema.

 

Struven ketju on Unescon maailmanperintökohde

Maapallon mittanauhaksikin kutsuttu 1800-luvulla mitattu Struven ketju on valittu vuonna 2005 Unescon maailmanperintökohteeksi. Kokonaispituutta ketjulla on 2800 kilometriä ja sen vajaa kolmesataa mittauspistettä sijoittuvat kymmenen eri valtion alueelle. 

Suomessa kolmiomittausketjun vaalimisesta vastaa Maanmittauslaitos. Puolakan mittauspiste on ollut Struven ketjun alusta saakka yksi Suomen geodeettisista peruspisteistä. Se on myös valittu yhdeksi Struven kolmiomittausketjun edustavimmaksi esimerkkipisteeksi Suomessa. Puolakan piste on lisäksi muinaismuistolain mukainen muinaisjäännös, ja siksi suoja-alueineen rauhoitettu.

Oravivuoren reittiä rahoitetaan Muukan perikunnan perintörahalla, joka on lahjoitettu Jyväskylän kaupunkirakenne- ja sivistyspalveluille luonto- ja kulttuurikohteiden kohentamista ja ylläpitoa varten.

Muistolaatta pisteellä

 

Juttu perustuu Jyväskylän kaupungin tiedotteeseen. Kuvat: Jari Mäkinen.

86 sekuntia maailmanloppuun Toimitus Ti, 28/01/2025 - 23:31
Tuomiopäivän kellon paljastus vuonna 2025
Tuomiopäivän kellon paljastus vuonna 2025

Maailma on täynnä synkkiä uutisia näinä päivinä, ja tässä yksi ikävä asia lisää: niin sanottu Tuomiopäivän kello on nyt ennätyksellisen lähellä maailmanloppua. Aikaa keskiyöhön on nyt van 89 sekuntia

Bulletin of the Atomic Scientists on vuonna 1945 perustettu tieteellinen lehti ja sitä julkaiseva organisaatio, jonka taustalla ovat ydinpommin luoneen Manhattan-projektin tutkijat, joista nimekkäimpiä ovat Albert Einstein ja Robert Oppenheimer

Ryhmän tavoitteena on valistaa yleisöä ja päättäjiä tieteeseen, teknologiaan ja kansainvälisiin suhteisiin liittyvistä asioista, jotka vaikuttavat ihmiskunnan turvallisuuteen, ja sen tunnetuin toimi on niin sanottu Tuomiopäivän kello eli  Doomsday Clock.

Se symbolisoi kuinka lähellä maailma on ihmiskunnan tuhosta kuvaamalla tilannetta kellotauluun: mitä lähempänä viisarit ovat puoltayötä, sitä lähempänä on täystuho. 

Kelloa päivitetään vuosittain, ja myös tarpeen mukaan useamminkin, perustuen arvioihin ydinaseiden, ilmastonmuutoksen ja muiden globaalien uhkien tilanteesta.

2025 on 89 enää sekuntia keskiyöhön

Perinteiseen tapaan Bulletin of the Atomic Scientists päivitti tuomiopäivän kelloa nyt tammikuun 28. päivänä. Olemme lähempänä tuomiopäivää kuin olemme olleet koskaan, kylmä sota mukaan luettuna.

Ryhmän mukaan ihmiskunta lähestyi vuonna 2024 yhä enemmän katastrofia. 

Tuhoisat kehityssuunnat jatkuivat, eivätkä kansat ja niiden johtajat ole onnistuneet tekemään tarvittavia muutoksia kurssin muuttamiseksi, vaikka merkit vaaroista ovat erittäin selkeitä.

Muutos ei ole suuri. Se on lähinnä symbolinen. 

Tätä ennen kello oli 90 sekunnin päässä keskiyöstä, mutta nyt se siirrettiin sekuntia lähemmäksi aikaan 89 sekuntia keskiyöhön.

Atomitutkijaryhmä haluaa lähettää tällä sekunnilla merkin: maailma on jo vaarallisesti lähellä rotkon reunaa, ja ryhmä haluaisi maailman johtajien tunnustavan maailman tilanteen ja ryhtyvän puheiden sijaan oikeisiin toimiin vähentääkseen ydinaseiden, ilmastonmuutoksen ja biologisten tieteiden sekä erilaisten kehittyvien teknologioiden väärinkäytön aiheuttamia uhkia.

Ukrainan sota, joka jatkuu nyt kolmatta vuottaan, varjostaa maailmaa. Konflikti voi muuttua ydinaseelliseksi koska tahansa hätiköidyn päätöksen, onnettomuuden tai virhearvion vuoksi. 

Tulenarat tilanteet Lähi-idässä uhkaavat riistäytyä hallinnasta laajemmaksi sodaksi ilman varoitusta. 

Ydinaseita hallussaan pitävät maat kasvattavat asevarastojensa kokoa ja roolia sijoittamalla satoja miljardeja dollareita sivilisaation tuhoamiseen kykeneviin aseisiin. 

Ydinaseiden valvontaprosessi on romahtamassa, ja ydinasemaihtien väliset korkean tason kontaktit ovat täysin riittämättömät verrattuna kädessä olevaan vaaraan. 

Myös ydinaseettomat maat harkitsevat omien ydinsaeiden kehittämistä.

Ilmastonmuutoksen vaikutukset lisääntyivät viime vuonna, kun lukuisat merkit merenpinnan noususta lämpötilaan ylittivät aiemmat ennätykset. 

Samaan aikaan ilmastonmuutosta aiheuttavat kasvihuonekaasupäästöt jatkoivat kasvuaan.  Äärimmäiset sääilmiöt ja muut ilmastonmuutokseen liittyvät tapahtumat – tulvat, hirmumyrskyt, helleaallot, kuivuus ja metsäpalot – vaikuttivat jokaiseen maanosaan. 

Maailman pyrkimykset ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ovat vaisuja, koska useimmat hallitukset eivät toteuta tarvittavia rahoitus- ja politiikkatoimia maailmanlaajuisen lämpenemisen pysäyttämiseksi. Aurinko- ja tuulienergian kasvu on ollut vaikuttavaa, mutta se ei ole riittävää ilmaston vakauttamiseksi.

Uudet ja uudelleen ilmaantuvat sairaudet uhkaavat edelleen maailman taloutta, yhteiskuntaa ja turvallisuutta. Helpostitarttuvan lintuinfluenssan esiintyminen epätyypilliseen aikaan, sen leviäminen maatalouseläimiin ja maitotuotteisiin sekä ihmistapaukset ovat luoneet mahdollisuuden tuhoisalle ihmispandemialle. 

Korkean turvallisuustason biologisia laboratorioita rakennetaan ympäri maailmaa, mutta niiden valvontajärjestelmät eivät pysy tahdissa, mikä lisää riskiä, että pandemian potentiaalia omaavia patogeeneja pääsee karkuun. 

Tekoälyn nopea kehitys on lisännyt riskiä, että terroristit tai maat saavuttavat kyvyn suunnitella biologisten aseiden, joille vastatoimia ei ole olemassa.

Monet epävakautta aikaan saavat teknologiat ovat kehittyneet viime vuonna tavoilla, jotka tekevät maailmasta vaarallisemman. 

Tekoälyn käyttö sotilassovelluksissa herättävät kysymyksiä siitä, kuinka paljon koneille annetaan valtaa tehdä sotilaallisia päätöksiä – myös päätöksiä, jotka voivat tappaa suuressakin mittakaavassa, mukaan lukien ydinaseiden käyttöön liittyvät päätökset. 

Suurvaltojen väliset jännitteet heijastuvat yhä enemmän avaruuskilpailuun, missä suurvallat kehittävät aktiivisesti kyvykkyyttä toimia satelliitteja vastaan. Venäjä on tiettävästi myös vienyt avaruuteen ydinaseen koekappaleen.

Kun näihin lisätään vielä väärän tiedon, disinformaation ja salaliittoteorioiden levittäminen, on tilanne hankala. Perinteinen tiedonvälitys on vaarassa sekä totuuden ja valheen välinen raja hämärtyy.

Tekoälyn kehitys tekee väärän tai epäautenttisen tiedon levittämisen helpommaksi internetissä, kuten myös sen havaitsemisen vaikeammaksi. 

Samalla valtiot ryhtyvät rajat ylittäviin pyrkimyksiin käyttää disinformaatiota ja muita propagandan muotoja vaalien kaatamiseksi, kun taas jotkut teknologia-, media- ja poliittiset johtajat edistävät valheiden ja salaliittoteorioiden leviämistä. 

Tämä tiedon ekosysteemin korruptio heikentää julkista keskustelua ja rehellistä keskustelua, joihin demokratia perustuu. Heikentyneessä tiedonmaisemassa syntyy myös johtajia, jotka vähättelevät tieteen merkitystä ja pyrkivät tukahduttamaan sananvapautta ja ihmisoikeuksia, minkä seurauksena vaarantuu se faktoihin perustuva julkinen keskustelu, jota maailmaa uhkaavien valtavien uhkien torjumiseksi tarvitaan.

Atomitutkijat toteavat, että Yhdysvalloilla, Kiinalla ja Venäjällä on mahdollisuus tuhota sivilisaatio. Näillä kolmella maalla on myös ensisijainen vastuu vetää maailmaa takaisin kuilun reunalta. Hidän tulisi ottaa ensimmäinen askel kohti tilanteen parantamista viipymättä, huolimatta syvistä erimielisyyksistään. 

Maailma tarvitsee välittömiä toimia.

* * *

Juttu perustuu Bulletin of the Atomic Scientists'in 28.1.2025 julkaistuun tiedotteeseen. Kuva on myös heidän.

Ilman hilidioksidipitoisuus on ennusteita korkeampi Toimitus Su, 19/01/2025 - 08:16
Mauna Loan hiilidioksidimitta-asema
Mauna Loan hiilidioksidimitta-asema

Se siitä 1,5°C:n tavoitteesta: ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousu on nyt todistetusti arvioitua korkeammalla tasolla, kuin hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin IPCC:n arviot hiilidioksidimäärän kasvusta ovat, mikäli maapallon lämpeneminen voitaisiin pitää 1,5°C:n tasolla. Olemme menossa kohti kuumempaa.

Havaijilla sijaitsevan Mauna Loa -vuoren huipulla on mitattu ilmakehän CO₂-pitoisuutta vuodesta 1958. Paikka on kaukana suurista päästölähteistä, joten sen mittaustulokset heijastavat hyvin globaalia taustapitoisuutta ilman paikallisten päästöjen suoraa vaikutusta. 

Mauna Loalla olevan, Scrippsin merentutkimuslaitoksen ylläpitämän aseman CO₂-pitoisuusmittaukset ovatkin yksi tärkeimmistä ilmastonmuutokseen liittyvistä indikaattoreista. 

Mittaustulokset tunnetaan "Keeling Curve" -nimisenä käyränä (mittaukset aloittaneen Charles Keelingin mukaan),  joka näyttää CO₂-pitoisuuden jatkuvan nousun vuosikymmenten ajan.

Se näyttää, miten hiilidioksidipitoisuus on kasvanut koko ajan. Käyrässä näkyy myös vuotuinen kausivaihtelu, joka johtuu pääasiassa pohjoisen pallonpuoliskon kasvillisuuden vuotuisesta kasvusta ja lehdettömyysjaksosta. Keväällä ja kesällä kasvit sitovat hiiltä fotosynteesin kautta, mikä vähentää ilmakehän CO₂-pitoisuutta, kun taas syksyllä ja talvella pitoisuus nousee, koska kasvit lakkaavat toimimasta aktiivisesti.

Iso-Britannian Ilmatieteen laitos Met Office kertoo tiedotteessaan, että viime vuonna näissä CO₂-mittauksissa nähtiin nopein vuotuinen nousu, ja se oli suurempi kuin oli ennustettu. 

Mitattu nousu oli 3,58 osaa miljoonaa kohti (ppm), mikä ylitti Met Officen ennusteen 2,84 ± 0,54 ppm.

Mauna Loan nouseva käyrä ja ennuste

 

Myös satelliittimittausten mukaan maailmanlaajuinen hiilidioksidipitoisuuden nousu oli tavanomaista suurempi, koska fossiilisten polttoaineiden polttamisesta tulleet päästömäärät olivat ennätyksellisen korkeita ja heikentyneet luonnolliset hiilinielut, kuten trooppiset metsät, sekä poikkeukselliset metsäpalot korostivat tilannetta. 

Metsäpalot johtuivat laajalle levinneistä kuumista ja kuivista olosuhteista, jotka liittyivät osittain El Niñoon ja osittain muihin tekijöihin, mukaan lukien ilmastonmuutokseen.

Lähitulevaisuus on mahdollisesti kuitenkin rauhallisempi, sillä hiilidioksidimäärän nousun vuosien 2024 ja 2025 välillä ennustetaan olevan "vain" 2,26 ± 0,56 ppm. Syynä ovat osittain hiilinielujen uudelleen vahvistuminen, mikä liittyy siihen, että nyt meneillään ollut El Niño -kausi on muuttumassa La Niña -olosuhteisiin.

Jos maailmanlaajuinen ilmakehän lämpeneminen halutaan rajoittaa 1,5°C:een, tulisi ilmakehään kertyvän CO₂:n määrän pienentyä 1,8 ppm:iin vuodessa hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin IPCC:n (Intergovernmental Panel on Climate Change) käyttämien laskelmien mukaan.

 

Juttua on korjattu lukijan kommentin jälkeen 20.1. klo 17 Suomen aikaa: ”Keeling curve” -käyrän nimi tulee Mauno Loan mittaukset aloittaneesta Charles Keelingistä, ei käyrän kallistumisesta ylöspäin, kuten alkuperäisessä tekstissä mainittiin.

Kahvikiihdytin-podcast #002

Kahvikiihdytin-podcast #002

Tässä tulee jo Tiedetuubin toinen Kahvikiihdytin -podcast! Mukana ovat Jari Mäkinen, Markus Hotakainen, Jarmo Korteniemi ja tällä kerralla puheenjohtajana toimiva Mari Heikkilä.
Jakso on kuunneltavissa myös Spotifyssä.

04.12.2024

Jutustelun aluksi kysytään itsenäisyyspäivän kunniaksi sitä, miten tiedetuubilaiset mieltävät suomalaisuuden.

Tiedeuutisosiossa nostettiin esiin uusi Meteosat, hammasharjojen ekologisuus, höpöttäminen metsässä ja aivomätä.

Linkit juttuihin:

- Europe’s most advanced weather satellite is now fully operational
- Combining evidence-based healthcare with environmental sustainability: using the toothbrush as a model- ‘Brain rot’ named Oxford Word of the Year 2024
- Experimental recreationist noise alters behavior and space use of wildlife

Mari täsmentää myös edellisessä podcastissa esiin nostamaansa energia-sanan etymologiaa. Lisää aiheesta on tässä Physics World -lehden jutussa.

Varsinaisessa keskustelussa esiin nousivat suomalaisten luontosuhde, asteroidien kaivostoiminta ja se, miten Elon Muskiin pitäisi suhtautua (mahdollisimman vähän politiikan puolelle mennen).

Seuraava Kahvikiihdytin on joulutunnelmassa!

Suomen metsien pinta-ala kasvanut roimasti sadassa vuodessa

Interaktiivinen kartta näyttää, kuinka maankäyttö on Euroopassa muuttunut vuosikymmenten aikana. Toisin kuin voisi olettaa, metsiä on lähes kaikkialla aiempaa enemmän.

Suomen ja koko Euroopankin metsät ovat vallanneet runsaasti tilaa viljelysalueilta ja ruohostomailta. Asia käy ilmi hollantilastutkimuksesta, jossa perehdyttiin runsaan sadan vuoden aikana (1900–2010) Euroopassa tapahtuneisiin maankäytön muutoksiin.

Tutkimuksen perusteella Suomen metsien pinta-ala on kasvanut 110 vuodessa noin viidenneksellä. Metsien lisääntyminen on keskittynyt Pohjois- ja Itä-Suomeen, jossa aiemmin aukkoiset metsät ovat kasvaneet tiheämmiksi. Samalla viljelysmaiden ja ruohostoalueiden alat ovat kumpikin vähentyneet noin kolmanneksella. Länsirannikolla ja Etelä-Suomessa entiset viljelysmaat taas ovat muuttuneet ruohostoiksi tai pusikoituneet.

Kartoilta erottaa myös väestön liikkeet. Kaupungit vievät nykyään tuplasti enemmän alaa kuin pitkin maaseutua levittäytyneet pikkupitäjät satakunta vuotta aiemmin. Tuolloin maassamme eli 2,5 miljoonaa asukasta, ylivoimaisesti suurin osa maaseutumaisissa kunnissa. Sadassa vuodessa väkimäärä tuplaantui ja kylät kuihtuivat.

Muutoksia kokeneet alueet löytyvät alta mustalta pohjalta.

Euroopan tasolla trendi on sama, aiemmin hakatut metsien rippeet ovat laajentuneet lähes kaikkialla. Merkittävää vähenemistä näkyy vain harvoissa paikoissa, esimerkiksi Korsikalla.

Tutkijoiden mukaan pelkästään vuoden 1950 jälkeen on jotakuinkin Ranskan kokoisen alueen käyttö muuttunut merkittävästi Euroopassa. Yhteenlaskettu alue on laajuudeltaan lähes 700 000 km2, eli 15 prosenttia koko tutkimusalasta. Muutos on ollut erityisen suurta Etelä-Eurooopassa. Syiden oletetaan piilevän metsien laajamittaisessa istuttamisessa toisen maailmansodan jälkeen, kaupungistumissa, rautaesiripun romahtamisessa, sekä Euroopan unionin yhtenäisen maatalousjärjestelmän käyttöönotossa.

Suomessa merkittävimmät syyt lienevät maa- ja metsätalouden muutokset. Taannoiset pienviljelyalueet ovat nyttemmin korvautuneet tehokkaammalla tuotannolla, jossa samalta alalta saadaan vähemmällä väkimäärällä aiempaa paljon parempi tuotto. Metsien määrää on lisännyt myös aikoinaan suosittu soiden kuivatus, polttopuun korvaaminen muilla energianlähteillä, sekä puurakentamisen huomattava väheneminen.

Luonnolle hyvä vai huono?

Metsien laadusta tai esimerkiksi ekosysteemien hyvinvoinnista tutkimus ei kuitenkaan kerro mitään. Puupelloksikin kutsuttu tyypillinen suomalainen talousmetsä ei lajirikkaudellaan päätä huimaa. Sama koskee myös tehotuotannossa olevia peltoja.

Ruohosto- ja viljelysmaiden hupeneminenkin on uhka. Perinteisen maanviljelyksen tarjoamat elinympäristöt ovat Suomessa jo pahasti uhanalaisia. Perinnebiotoopit ovat pitkään olleet maan monipuolisimpia eliöyhteisöjä. Lisää tästä aiheesta aiemmassa jutussamme.

Maankäyttöluokittain eroteltu muutos vuosien 1900 ja 2010 välillä.

Tutkimuksessa käytettiin erityisen monipuolista HILDA-mallia, jolla voidaan yhdistellä monenlaisia historiallisia aineistoja toisiinsa. Mukana on esimerkiksi ilmakuvia, vanhoja karttoja, tietosanakirjoja sekä kansallisia tilastoja. Tuloksena syntyi jotakuinkin Euroopan unionin kattava interaktiivinen kartta, jossa maankäytön muutoksiin voi perehtyä hyvinkin tarkasti.

Maankäyttö jaoteltiin tutkimuksessa kuuteen yleiseen luokkaan: metsiin, ruohostomaihin, viljelyksiin, asutuskeskuksiin, vesistöihin sekä muihin alueisiin. Luokkien sisällä on paljon vaihtelua. Esimerkiksi "ruohostomaat" pitänevät sisällään monenlaisia avoimia ei-viljeltyjä alueita, kuten avosoita, luonnonniittyjä ja jopa tunturikoivikkoa. "Muut alueet" taas käsittävät Suomessa ainoastaan Ylä-Lapin tundran ja paljakan.

Asiasta kertoi Suomessa ensimmäisenä Maaseudun Tulevaisuus.

Artikkelin lähteinä käytetty sivustoa GeoInformatie-sivustoa sekä kolmea tutkimusartikkelia (2013, 2014, 2015, joista kaksi tuoreinta on maksumuurien takana).

Jutussa näkyvät kuvat ovat muokattuja kuvankaappauksia karttapalvelusta.

Kone näkee nyt metsän puut ja pystyy tunnistamaan puulajit automaattisesti

Kone näkee nyt metsän puut ja pystyy tunnistamaan puulajit automaattisesti

Tampereen teknillisen yliopiston matematiikan laboratorion ja Luonnonvarakeskuksen (Luke) yhteistutkimuksessa kehitettiin uusi menetelmä puulajien tunnistamiseen laserkeilausaineistosta. Sen avulla on mahdollista laskea luokitteluominaisuuksia täysin automaattisesti.

19.01.2017

Menetelmää voidaan soveltaa tulevaisuudessa hakkuiden yhteydessä tehtävässä automatisoidussa puuston mittaamisessa ja korjattavien puiden valinnassa sekä katkonnan optimoinnissa.  

"Menetelmä mahdollistaa myös metsäekologisessa tutkimuksessa tarvittavien puulajeja ja niiden latvusten kilpailusuhteita koskevien kattavien aineistojen tehokkaan mittaamisen", johtava tutkija Raisa Mäkipää Lukesta kertoo.

Kattavat puumallit uuteen käyttöön

Puulajintunnistuksessa käytetään TTY:llä aiemmin kehitettyä menetelmää, jossa metsikkötason pistepilvidatasta pystytään automaattisesti erottelemaan yksittäiset puut ja rekonstruoimaan latvuksen rakenne kattavina 3D-malleina. Menetelmällä tuotetut puumallit koostuvat peräkkäisistä sylintereistä, jotka määrittävät puun rungon ja oksien rakenteen sekä oksien väliset haarautumissuhteet.

"Aiemmin puu on pystytty jakamaan pistepilvestä karkeasti runkoon ja latvukseen", sanoo tutkimusryhmän jäsen, tutkija Markku Åkerblom TTY:ltä. 

"Nyt päästään yksittäisten oksien tasolle ja voidaan analysoida niiden läpimittoihin, tilavuuksiin ja oksakulmiin liittyviä ominaisuuksia."

Tutkijat määrittelivät lajintunnistusta varten 15 luokitteluominaisuutta, joiden arvo laskettiin kullekin puulle. Osa ominaisuuksista on täysin uusia ja osaa on käytetty aiemmissa tutkimuksissa. Uutta on, että nyt niiden arvo pystytään laskemaan tarkemmin ja entistä kattavammasta aineistosta, kun käytössä on tieto puun koko latvuksesta.

Tarkka lajintunnistus mahdollista

Tutkimuksessa testattiin kolmea eri luokittelumenetelmää. Mukana olivat Suomen yleisimmät puulajit koivu, mänty ja kuusi.

"Tulostemme mukaan automaattinen lajintunnistus on mahdollista jopa yli 95 prosentin tarkkuudella", jatkaa Åkerblom. 

"Tarkoituksena ei ollut löytää parasta mahdollista ominaisuusyhdistelmää, vaan ainoastaan osoittaa, että tarkkoihin puumalleihin perustuva luokittelu on mahdollista. Useat yhdistelmät kuitenkin tuottivat hyviä tuloksia ja myöskin kaikki luokittelumenetelmät ylsivät yli 95 prosentin tarkkuuden. Tulokset osoittivat myös, että luokittelun opetusaineistoksi riittää vain 30 puuta per laji." 

Kehitettyä menetelmää testataan jatkossa useammalla puulajilla ja monimuotoisemmista metsistä saaduilla mittauksilla. Laserkeilausdatasta laskettuja puumalleja on mahdollista tallentaa tietokantaan, jota voidaan näytteiden määrän kasvaessa hyödyntää entistäkin tarkemmassa lajintunnistuksessa.

Automatic tree species recognition with quantitative structure models -tutkimus julkaistiin Remote Sensing of Environment -julkaisussa. Kyseessä on kaukokartoitusalan tunnustettu julkaisu, joka keskittyy luontoon ja ympäristöön liittyviin sovelluksiin.

Juttu, jota on toimitettu hieman, ja video ovat Tampereen teknillisen yliopiston tiedotuksen toimittamia.

Metsä vesipisarassa

Metsä näkyy vesipisrassa
Metsä näkyy vesipisrassa

Luonto on täynnä optiikkaa – etenkin kun sataa. Valon leikki vesipisaroissa paitsi saa aikaan sateenkaaria, niin myös muunlaisia ilmiöitä. Yksi näistä on päivän kuvassa.

Päivän kuvaKirkas sadevesi toimii kuin linssi, eli sen läpi katsottuna taustalla oleva maisena näkyy samaan tapaan kuin pienen linssin läpi katsottuna. Pisaran muoto tekee kuvasta vääristyneen, mutta periaatteessa kyse on samasta kuin paksun linssin läpi tutkisi maisemaa.

Linssin läpi katsottuna kuva on kuitenkin ylösalaisin, minkä vuoksi kuva on itse asiassa ylösalaisin. Harvoinpa pisarat muodostuvat oksaan sen yläpuolelle odottamaan putoamista.

Tällaisia kuvia on suhteellisen helppo ottaa metsässä, kun olosuhteet ovat sopivat. Tässä tapauksessa todennäköisesti kuva on otettu sadekuuron jälkeen Auringon paistaessa maisemaan taas kauniisti. Parhaat tulokset saadaan pitkäpolttovälisellä makro-objektiivilla, joka tekee kohteista tarpeeksi suuren, tarkan kuvan kennolle, mutta jättää taustan epätarkaksi.

Nestettä voidaan käyttää aivan oikeasti myös linssinä. Ranskalaiskeksijä, professori Bruno Berge on keksinyt tavan myös säätää tällaisten nestelinssien polttoväliä sähköisesti. Linsseissä on läpinäkyvää öljyä ja vettä sisäkkäin siten, että ohut öljykerros pitää veden sisällään ja muutaman milliwatin sähkövirran avulla on mahdollista hallita öljyä, joka puolestaan kaitsii vettä. Virran voimakkuutta muuttamalla voidaan muuttaa pintajännitystä ja siten linssin muotoa, ja edelleen linssin polttoväliä.

Berge väittää, että nestelinssit ovat mm. teollisuuskameroissa kestävämpiä kuin perinteiset, ja että tekniikkaa voisi käyttää jopa kännykkäkameralinsseissä, koska nestelinssi voisi toimia yksinkertaisena zoom-objektiivina kuluttaen hyvin vähän virtaa.

Tuloksia odotellessa voi muistella maailman ensimmäistä linssiä, niin sanottua ‘Nimrudin linssiä'. Se on vanhin tiedossa oleva optinen laite, jota käytettiin mm. suurennuslasina.

Kyseessä on Assyriasta (nykyisen Irakin alueelta) löytynyt kivikristallipalanen, joka lienee ollut käytössä joskus vuonna 750 eaa.

Linssi suurentaa noin kolminkertaisesti ja todennäköisesti sitä on käytetty apuna kaiverruksia tehtäessä. Tai sitten se on ollut vain koru, jonka läpi näkyvä kuva teki siitä vain kauniin ja mystisen.

Nimrudin linssi on näytteillä British Museumissa (kuva alla).