HS wrote:Suomi saattaa syöksyä tulevaisuudessa hyiseen kauteen – ilmastonmuutos voi tyrehdyttää Pohjois-Atlantin lämpökierron
Tuoreen tutkimuksen mukaan ilmastonmuutos voi romahduttaa Pohjois-Atlantin lämpökierron. Se tekisi Pohjois-Euroopasta lämpenevän maailman viileän nurkkauksen.

Grönlannin jäätiköiden sulaminen tietää merenpinnan nousua. Nyt näyttää siltä, että jääkato tuntuu myös merenpohjassa. (KUVA: GETTY IMAGES)
SUOMI on vaikuttanut ilmastonmuutoksen oloissa lottovoittajien maalta. Kuuluuhan tämä maailman niihin harvoihin kolkkiin, joissa parin asteen lämpeneminen voi jopa parantaa oloja.
Ainakin maanviljely petraantuisi kasvukauden pidetessä. Äärisäät, hellekuolemat ja uudet taudit iskisivät tänne lievemmin kuin muualle. Toki huono-onnisimpien, kuivuuteen tukahtuvien maiden kohtalo näkyisi meilläkin muun muassa ilmastopakolaisina.
Voi kuitenkin olla, että menetämme leudontumisetumme. Lämpeneminen, jota ihmiskunnan hiilidioksidipäästöt ruokkivat, saattaa nimittäin paradoksaalisesti syöstä Pohjois-Euroopan nykyistä hyisempään kauteen.
Tähän mahdollisuuteen viittaa tammikuun alussa Science Advances -lehdessä julkaistu yhdysvaltalainen tutkimus. Sen mukaan lämpöä yllä pitävä Pohjois-Atlantin syvä kierto voi ilmastonmuutoksen vaikutuksesta tyrehtyä kokonaan.

Golfvirran kuljettamat vedet jäähtyvät Islannin ja Grönlannin tienoilla, vajoavat pohjaan ja valuvat takaisin päiväntasaajalle päin. (KUVA: CHRIS WALLBERG / DPA)
Syvää kiertoa pyörittävät hyvin suolaiset pintavedet, joita Golfvirta kantaa tropiikista. Grönlannin ja Islannin tienoilla ne jäähtyvät niin paljon, että uppoavat vähemmän suolaisen veden läpi syvyyksiin ja alkavat meren pohjalla valua takaisin päiväntasaajaa kohti.
Uppoaminen vetää lisää pintavettä etelämpää ja auttaa sen lämpöä leviämään pohjoiseen.
AIEMPIEN tutkimusten mukaan syvä kierto heikentyi jo 1900-luvun mittaan. Silti on arvioitu epätodennäköiseksi, että kierto lopahtaisi täysin ainakaan nykyisellä vuosisadalla. Noin ennustaa esimerkiksi kansainvälinen ilmastopaneeli IPCC.
Uuden tutkimuksen perusteella romahdus on kuitenkin mahdollinen seuraavien vuosisatojen kuluessa, jos ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvaa liikaa.
Uudessa tutkimuksessa kalifornialaisen Scripps-merentutkimuslaitoksen Wei Liu kollegoineen teki ilmastomallilaskelmia, joissa otettiin aiempaa paremmin huomioon makean veden tulo Pohjois-Atlanttiin.
Kun mallissa ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kaksinkertaistettiin vuoden 1990 tasosta, syvä kierto tyrehtyi 300 vuodessa.
Makea vesi tukahduttaa
Tutkimus poisti osittain yhden kategorisen virheen, joka ilmastomalleissa on ollut. Kun ne ovat mallintaneet ilmakehän ja suolaisen meren käyttäytymistä, makean veden osuutta ei ole pystytty ottamaan kunnolla huomioon.

On ollut epäselvää, miten makea vesi käyttäytyy Atlantissa. (KUVA: JOHN SCHULTS / REUTERS)
Aivan viime aikoihin asti on nimittäin ollut epäselvää, miten Atlanttiin tulevat makeat vedet sen kierroissa käyttäytyvät.
On kyllä tiedetty, ettei ole hyväksi, jos merenpinta pääsee makeutumaan liikaa. Pintaveden liiallisen lämpenemisen lailla se voi pysäyttää pohjoisen pintaveden uppoamisen ja sitä kautta padota syvän veden kierron.
Ilmastomallit aliarvioivat meren makeutumista
Niin ikään on tiedetty, että lämpeneminen tuo Pohjois-Atlanttiin entistä enemmän makeaa vettä. Sitä on esimerkiksi sulamassa Grönlannin mannerjäätiköistä.
Viime aikoihin asti on kuitenkin arveltu, ettei Atlantti olisi kovin herkkä makean veden lisäykselle. On nimittäin oletettu, että virtaukset ennemminkin keräävät makeaa vettä kuin kuljettavat sitä pois. On luultu, ettei systeemi siksi reagoisi kovin rajusti makean veden määrän vaihteluihin.
Liun ja kollegoiden tutkimus muuttaa näitä käsityksiä. Se tukeutui viimeaikaisiin mittaustietoihin makean veden määristä ja kulkeutumisista. Niiden perusteella Pohjois-Atlantin virtaukset kuljettavatkin makeaa vettä pois.
Kun tämä tieto lisättiin ilmastomalliin, syvä kierto osoittautui odotettua herkemmäksi makean veden lisäyksille.
Mannerjäätiköiden sulamista on kuitenkin niin vaikea ennustaa, ettei Grönlannin sulamisvesiä tässäkään tutkimuksessa otettu huomioon. Ne voivat tulevaisuudessa nopeuttaa kierron tyrehtymistä.
Keikauspistettä ei tunneta
Uusi tutkimus siis osoittaa, että syvän veden kierto voi romahtaa nykyisen ilmastonmuutoksen seurauksena.
Tämänkään tutkimuksen perusteella ei kuitenkaan osata aivan tarkasti ennustaa, missä sijaitsee syvän kierron keikauspiste eli sellainen tilanne, jonka jälkeen romahdus on väistämätön.
Ilmastomallit eivät ole tätä ennen saavuttaneet keikauspistettä, vaikka ne ovat ennustaneet Pohjois-Atlantin syvän veden kierron hidastuvan vuoteen 2100 mennessä 20–50 prosentilla.
Näin huomauttaa ilmastotutkijoiden realclimate.org-sivustolla saksalainen merifysiikan professori, syvän kierron ekspertti Stefan Rahmstorf. Hän itse on jo pari vuotta varoitellut kierron hidastumisesta ja sen mahdollisista riskeistä.
Liun ja kollegoiden tutkimustulos ei sellaisenaan sovellu reaalimaailman ennusteeksi, koska mallilaskelman aikataulu poikkesi todellisesta tapahtumakulusta. Oloja muutettiin äkillisesti, koska se nopeutti valtavan mutkikkaita laskelmia, jotka hotkivat kallista supertietokoneaikaa.
Hiilidioksidipitoisuus kasvatettiin tutkimuksessa 1990-luvun tasosta kaksinkertaiseksi heti, mutta todellisessa maailmassa pitoisuus hiipii ylöspäin hitaasti. Nykypäästöillä se voisi kasvaa noin paljon aikaisintaan tämän vuosisadan loppuvaiheeseen mennessä.
Toisaalta Grönlannin sulamisvedet, joita ei vielä osattu mallintaa, voivat nopeuttaa prosessia. Ne saattavat osoittautua meriveden makeuttamisessa ja keikauspisteen saavuttamisessa ratkaiseviksi.
Pohjois-Eurooppa viilenisi
Miten sitten syvän kierron romahtaminen vaikuttaisi? Nykyisin, kun vettä Islannin ja Grönlannin tienoilla vajoaa syvyyksiin, tilalle ajautuu pintavettä lämpimästä Golfvirrasta Pohjois-Amerikan itärannikolta.
Näin syntyy Golfvirran jatkeeksi Pohjois-Atlantin virta, joka lämmittää Britannian ja Norjan vesiä. Niistä tulee viitisen astetta lämpimämpiä kuin esimerkiksi Tyynenmeren samoista leveysasteista.
Pohjoisella Tyynellämerellä syvä vesi ei sukella eikä siksi myöskään lämmintä pintavettä ajaudu tilalle.
Koska vallitsevat länsituulet kantavat Atlantilta lämpöä Pohjois-Eurooppaan, meillä on nykyisin selvästi lämpimämpää kuin samoilla leveysasteilla Itä-Aasian tai Pohjois-Amerikan mantereilla.

Toisin kuin on arveltu, Golf-virran muutokset saattavatkin kylmentää Pohjois-Euroopan talvia. (KUVA: SAMI KERO / HS)
Syvän kierron romahtaessa Pohjois-Atlantin virta kuitenkin tyrehtyisi ja sen tuoma lämpö jäisi saamatta.
Mitä silloin tapahtuisi, selvitti ilmastomallilaskelmin brittitutkija Laura Jackson työtovereineen Climate Dynamics -lehdessä vuonna 2015.
Pohjoinen ja läntinen Eurooppa viilenisivät monella asteella. Meillä pohjoisessa kylmenisivät erityisesti talvet, lännessä koko vuosi. Atlantilta Eurooppaan tulevat talvimyrskyt voimistuisivat.
Sateet vähenisivät Pohjois-Euroopassa ja tulisivat entistä enemmän lumena. Etelä-Euroopassa sateet sen sijaan lisääntyisivät ainakin kesäisin. Maanviljelyn tuottavuus vähenisi sekä Länsi- että Pohjois-Euroopassa.

Kuiva talvi ja lämmin kevät olivat kuivattaneet maan pintaa salaattitilalla toukokuussa Sancourt’ssa Pohjois-Ranskassa. (KUVA: PASCAL ROSSIGNOL / REUTERS)
Tutkijat kuitenkin korostavat, ettei tätä kannata pitää aivan kirjaimellisena ennusteena. Laskelmat nimittäin tehtiin nykyisten hiilidioksidiolojen mukaan, mutta syvän kierron romahtamisen vaikutukset riippuvat myös siitä, paljonko romahdukseen mennessä lämpenee.
Merikin muuttuisi. Lämpenemisen syömät merijäät alkaisivat elpyä, mitä voinee pitää hyvänä vaikutuksena. Toisaalta huonoakin olisi luvassa.
Kun veden uppoaminen Pohjois-Atlantilla loppuisi, täkäläinen merenpinta voisi nousta jopa metrin, huomauttaa Stefan Rahmstorf. Se olisi paikallinen ilmiö, joka johtuisi virtaustasapainon muutoksesta eikä vaikuttaisi merenpintaan muualla maailmassa.
Golfvirta ei pysähtyisi
Tärkeää on hahmottaa myös, mitä syvän kierron romahtamisesta ei seuraisi. Lämmön kulkeutuminen etelästä pohjoiseen ei lakkaisi, vaikka se pohjoisimmalla Atlantilla hidastuisi.
Ensinnäkin ilmavirtaukset kuljettavat pohjoiseen yli kaksi kertaa niin paljon tropiikin lämpöä kuin meri.
Lämpöä kulkeutuu napoja kohti aina, koska tropiikkiin sitä muodostuu voimakkaan auringonsäteilyn takia enemmän kuin muualle ja sillä on pysyvä taipumus levitä viileämpää ympäristöä kohti.
Atlantin lämpösulku ei riittäisi keikauttamaan olojamme jääkaudeksi.
Toiseksi Golfvirta ei pysähtyisi, vaikka sen pohjoinen jatke hiipuisi. Syvän veden kiertoon osallistuu nykyisellään vain noin 20 prosenttia Golfvirrassa kulkevasta vedestä.
Se, mitä nimitämme Golfvirraksi, on vain yksi laita valtavasta, merialtaan laajuisesta pyörteestä, jossa pintavesi kieppuu. Suurpyörrettä ruokkivat vallitsevat tuulet, maapallon pyöriminen ja mantereiden rajaama merialtaan muoto.
Niin kauan kuin planeetta pyörii, mantereet pysyvät nykypaikoillaan ja auringonpaahde tropiikkiin pitää yllä vallitsevia tuulivyöhykkeitä, pintaveden suurpyörre ei voi pysähtyä.
Kolmanneksi Pohjois-Atlantin leudontava vaikutus Euroopassa ei täysin lakkaisi. Vallitsevat länsituulet toisivat edelleen meri-ilmaa, joka on talvella lämpimämpää ja kesällä viileämpää kuin idästä tuleva mannerilma.
Kierto palautuisi aikanaan
Syvän veden kierto ei myöskään loppuisi ikiajoiksi. Loppuminen ei esimerkiksi riittäisi keikauttamaan ilmastoa uuteen jäätiköitymisaikaan.
Ilmastohistorian perusteella syvän veden kierto romahti tilapäisesti esimerkiksi viime jääkauden sulamisvaiheessa ja aiheutti sulamiseen tauon muttei pystynyt estämään sulamisen jatkumista myöhemmin.
Seisaustilanne voisi vallita vuosikymmeniä tai jopa vuosisatoja, arvioi ilmastodynamiikkaan erikoistunut brittiprofessori Geoffrey Vallis kirjassaan Climate and the oceans vuonna 2011. Lopulta kuitenkin löytyisi uusi tasapainotila.
SYVÄN kierron käynnistymistä ruokkisi se, että pysäystila viilentäisi pohjoisimman Atlantin pintaa. Merijää laajenisi ja auringonsäteilyä heijastamalla kylmentäisi pintaa lisää. Lopulta vesi jäähtyisi niin kylmäksi, että se pyrkisi uppoamaan aiempaa vähäsuolaisempanakin.
Pysäyksen aikana myös syvyyksiin kertyisi kiertoa edistävää imua. Tuulet ja vedensisäiset vuorovesiaallot aiheuttaisivat entiseen tapaan pyörteilyä, joka levittäisi pinnasta lämpöä pohjaa kohti.
Lämpö laajentaisi ja siten keventäisi pohjavettä. Näin se alkaisi yhä halukkaammin kohota uppoavan veden tieltä.
Herkimmin uppoavaa suolaisinta pintavettäkin olisi yhä saatavilla. Nykytapaan trooppisen ja subtrooppisen Atlantin auringonpaahde haihduttaisi Golfvirran pintaa ja siten lisäisi sen suolaisuutta.
Kun Golfvirran pohjoinen jatke taas viriäisi, sillä olisi, mistä ammentaa.
Artikkeli on julkaistu Tiede-lehdessä (4/2017).

Jos Pohjois-Atlantin virta tyrehtyisi, Etelä-Euroopan sateet lisääntyisivät. Tulvat aiheuttivat tuhoa Genovassa Italiassa vuonna 2011. (KUVA: ALESSANDRO GAROFALO / REUTERS)