Ilmastonmuutos ja talvi
Lumen syvyys ja sen vaikutukset muuttuvat ilmastonmuutoksen myötä
Ilmastonmuutos muuttaa lumen syvyyttä pohjoisilla ja alpiinisilla alueilla. Tiedetään hyvin vähän, miten pensaiden levinneisyys muuttuu puulajiston ja lumen syvyyden muuttuessa ilmaston lämmetessä. Etelä-Uralvuoristossa selvitettiin Juniperus sibirica -katajalajin levinneisyyttä karttojen ja mallinnuksen avulla. Laji muodostaa kasvillisuusvyöhykkeen 1100–1400 metriä merenpinnan yläpuolella. Lajin runsauteen vaikuttavat vyöhykkeellä kivisyys, rinteen jyrkkyys, vesijärjestelmä ja kuusen (Picea obovata) yleisyys. Yhdeksänvuotisella tarkastelujaksolla J. sibiricalle oli ominaista leviäminen korkeammalle alueelle merenpinnasta ja pensaan kokonaisalan väheneminen. Leviämistä rajoittaa pääasiassa lumipeitteen häviäminen voimakkaiden talvimyrskyjen ja puulajikilpailun takia.
Arktiset alueet lämpenevät keskimäärin kolme kertaa nopeammin kuin koko maailma. Kohoavat lämpötilat lyhentävät lumipeitteistä kautta ja lisäävät kasvien tuottavuutta keväällä, syksyllä ja kesällä. Ruotsissa ja Norjassa kehitettiin bioekonominen malli porojen karjanhoidolle sisällyttäen malliin siihen heikentävästi vaikuttavat tekijät. Mallissa käytettiin historiallista dataa porojen määristä ja teuraspainoista yhdessä historiallisen säädatan kanssa. Mallinnuksen perusteella yhden vuorokauden jäänpeittämän laidunmaan lisäyksellä on suurempi negatiivinen vaikutus kuin aikaistuneen kevään positiivisella vaikutuksella. Lämpötilan muutos voi johtaa jääpeitteisen laidunmaan päivien lisääntymiseen, joka voi vaikuttaa negatiivisesti porojen massaan, selviytymiseen ja lisääntymisen onnistumiseen. Malleissa eri skenaarioilla jääpeitteen negatiivinen vaikutus ylittää aikaistuneen kevään positiiviset vaikutukset.
Lumenpäällinen sade voi aiheuttaa pahaa tulvimista lumivaltaisilla alueilla. Tällaisten ilmiöiden odotetaan lisääntyvän tulevaisuudessa, kun ilmasto muuttaa kosteuden lumisateista vesisateiksi. Tiedetään kuitenkin hyvin vähän, miten talvinen vesisade reagoi havupuiden latvuksessa ja vaikuttaa sen alla olevaan lumikerrokseen. Lumenpäällistä sadetta ja lumikerrosta tarkasteltiin eräässä tutkimuksessa kahdella alueella viiden vuoden ajan Kanadassa. Tulosten perusteella lumenpäällisen sateen vaikutukset latvustossa johtavat sulamis-pakastumiskerrosten muodostumiseen, kun sadevesi jäätyy uudelleen alikasvoksen lumikerroksen pinnassa. Siten boreaalinen kasvusto muuttaa alikasvoksen lumikerroksen rakennetta ja valuntaa, joka seuraa lumenpäällisestä sateesta. Siksi tarvitaan latvuksen lumen ominaisuuksien mittauksia, jotta hydrologisia malleja voidaan parantaa metsäisillä lumipeitteisillä alueilla.
Ilmastonmuutosta voidaan lieventää eri lämmitysratkaisuilla rakennuksissa ympäri vuoden
Bioklimaattisella analyysillä rakennuksissa tehtiin suositukset passiivisiksi viilennysstrategioiksi sisältäen luontaisen tuuletuksen ja ikkunasuojasysteemit. Passiivisina mittoina käytettiin analyysissä muuttuvia ikkunatyyppejä ja huonekalusommitelmia. Analyysin tuloksena ns. ’tyhjä malli’ ei ole toimiva ratkaisu ’täysin huonekalulliseen’ malliin verrattuna, kun lasketaan huoneen ilman vaihtuvuutta tunnissa (ACH). Luontainen tuuletus oli kaikkein kustannustehokkain strategia lieventää ilmastonmuutosta. Kombinoimalla bioklimaattiset mittaukset yhteissimuloinnin kanssa tarjoaa perusteellisen arvioinnin rakennuksen energiatilan peruskorjaukseen.
Tarkasteltaessa tiettyjä rakennustyyppejä alhaisten lämpötilojen kohottamiseen selvitettiin, pystytäänkö asutut alat rakennuksen sisällä ylläpitämään 20°C:ssa ympäri vuoden. Tarkastelussa oli mukana 8 rakennusta 2 ilmastoalueelta Euroopassa. Tarkastelun perusteella peruskorjaamattomat rakennukset ovat erityisen valmistautumattomia alhaisen lämpötilan kohottamiselle ja niissä on vaikeuksia ylläpitää 20°C etenkin talviaikaan. Suositukset keskittyvät eristykseen ja lämmön tarpeen vähentämisen mittauksiin, jotta ylläpidettäisiin sopiva mukavuustila. Tarkastelun johtopäätöksenä syntyy tarve peruskorjata rakennuskanta perustuen maantieteelliseen sijaintiin, jotta varmistetaan sopiva sisätilan laatu, kun alennetaan syötettävää lämpötilaa korkean lämpötilan lämmityslaitteissa huoneissa.
Vaihtoehtoiset metsänkehitysvaiheet vaikuttavat alueelliseen ilmastoon
Eräässä tarkastelussa mallinnettiin alueellisilla ilmastomalleilla vaihtoehtoisten metsänkehitysvaiheiden vaikutusta alueelliseen ilmastoon Fennoskandiassa. Mallinnus vähentää virhettä pinnan lämpötilan arvioinnissa verrattuna oletusarvomallinnuksiin. Nykyisellä puulajistolla jätettäessä metsä kasvamaan ilman hakkuita, ilman lämpötila kesäisin 2 metrin korkeudella alenee 0,53°C lisääntyneestä pilvisyydestä johtuen. Vastaavasti kasvatusmetsissä hakkuita lisättäessä ilman lämpötila nousee kesällä 0,53°C lämpövirtauksista johtuen ja lämpötila alenee talvella 0,14° C korkeammasta pinnan albedosta johtuen. Puulajin vaihto havupuista lehtipuihin viilentää lämpötilaa kesäisin 0,57°C pinnan albedon muutoksista johtuen.
Ilmastonmuutos vaikuttaa puiden kasvuun ja tuhoihin
Ilmastonmuutoksen ja kuusen (Picea abies) kasvun suhdetta tarkasteltiin eräässä tutkimuksessa Karpaateilla. Arviointi tehtiin epälineaarisesti koneoppimistekniikoilla. Aineistona käytettiin yli 300 puuta 158 metsiköstä eri korkeusgradientilta. Tulosten perusteella epälineaarisuus oli kasvukausispesifistä: edellisen syksyn lämpötilat ja kuluvan kasvukauden lämpötilat yhdessä talven aikaisen veden käyttökelpoisuuden kanssa indusoivat kellonmuotoisen kasvu-ilmasto -suhteen. Alhaisilla korkeuksilla kuusen kasvua rajoitti pääasiassa veden käyttökelpoisuus kasvukauden aikana, kun taas talvilämpötiloilla oli vähäinen vaikutus koko korkeusgradientilla. Myös alle 1400 metrin korkeudella kuuset olivat herkkiä edellisen syksyn veden saatavuudelle.
Iso-Britanniassa tarkasteltiin tammille (Quercus robur, Q. petraea) koituneita tuhoja kahden vuoden 2021 talvimyrskyn jäljiltä alueella, jossa esiintyi korkeimpia tuulennopeuksia. Eniten (59 %) vaurioituneissa puissa esiintyi latvustuhoja, kun taas vaurioituneista puista 23 % oli tuulenkatkomia ja 18 % oli tuulenkaatoja. Tuho oli sitä suurempaa, mitä voimakkaammasta tuulesta oli kysymys. Jatkossa on tärkeää dokumentoida myrskytuhot tammella paikallisella tasolla, jotta mallinnusta voidaan parantaa tulevien myrskytuhojen mallinnuksessa ja metsähoidon tiedottamisessa.
Ilmastonmuutos voi muuttaa uinuvien vieraslajien populaatioita
Uinuvat populaatiot ovat tulokaslajien populaatioita, joiden kasvua rajoittaa yksi tai useampi bioottinen tai abioottinen olosuhde. Ilmastonmuutos voi muuttaa uinuvia populaatioita laajentuviksi ja leviäviksi populaatioiksi. Koillis-USA:ssa selvitettiin kasvupopulaatioita, jotka voivat levitä ilmastonmuutoksen myötä. Tarkastelussa tehtiin 169 populaatiolle ympäristövaikutusluokitus käyttäen keskimääräisiä talven minimilämpötiloja ja vuotuisia sademääriä alueilla, joissa lajit olivat yleisiä. Arvoja vertailtiin nykyisessä ja tulevassa ilmastossa ja arvioitiin, lisääkö ilmastonmuutos niiden leviämisriskiä. Tarkastelussa havaittiin 49 lajia, joilla oli ekologisia vaikutuksia liittyen luontaisten lajien diversiteetin vähenemiseen ja 94 lajia, joilla oli sosioekonomisia vaikutuksia. 81 lajilla ilmeni lisääntyvää klimaattista sopivuutta massapopulaatioiden syntymiselle ilmastonmuutoksen seurauksena. 18 lajia arvioitiin potentiaalisten käsittelytoimenpiteiden kohteiksi Koillis-USA:ssa. Lähestymistapa auttaa tiedottamaan ilmastotietoisista, proaktiivisista käsittelytoimintaa vaativista uinuvista populaatioista ennen kuin niistä tulee laajalle leviäviä populaatioita.
Kirjoittaja
Juha Kaitera
Juha Kaitera toimii Luonnonvarakeskuksessa erikoistutkijana. Hän on myös dosentti Oulun yliopistossa erikoisalueenaan ’Ruostesienten epidemiologia’. Kirjoittaja toimii Valtakunnallisessa vihreän siirtymän koordinaatiohankkeessa asiantuntijana teemassa Ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja hillintätoimet.