Ilmastonmuutos pääkaupunkiseudulla

Ihmisten toiminnasta aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt ovat lämmittäneet maapallomme ilmastoa jo yli asteen ja aiheuttaneet merkittäviä muutoksia eri sääilmiöiden, kuten helleaaltojen tai rankkasateiden, esiintyvyyteen. Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) viimeisimmän raportin mukaan maapallon keskilämpötilan nousu on ennenkokematonta vähintään 2000 vuoteen (IPCC 2021). Hitaasti palautuvia muutoksia on tapahtunut myös merissä ja mannerjäätiköissä. Muutokset ovat erityisen voimakkaita arktisilla alueilla, joihin Suomikin osittain kuuluu.

Ilmastonmuutos näkyy myös jo pääkaupunkiseudun ilmastossa. Lämpötilat ovat nousseet kaikkina vuodenaikoina, lumen määrä on vähentynyt ja erityisesti talvella sademäärät ovat kasvaneet. Siinä missä muutama vuosikymmen sitten ilmastonmuutoksesta puhuttiin lähinnä tulevaisuuden uhkana, nyt ilmaston lämpeneminen on jo konkreettisesti havaittavissa. Vaikka Suomessa ilmasto vaihtelee myös ihan luonnostaan vuosikymmenestä toiseen, viime vuosikymmeninä havaitut muutokset pääkaupunkiseudun ilmastossa ovat hyvin sopusoinnussa kasvihuonekaasujen aiheuttaman lämpenemisen kanssa.

Pääkaupunkiseudun alueen sisälläkin ilmasto on monella tapaa vaihteleva. Rannikolla meren lämmittävä vaikutus pitää rantaviivan syksyisin ja talvisin selvästi lauhempana kuin sisämaan. Toisaalta avoin meri voi tuottaa sakeita lumisateita, jotka suosiollisten ilmavirtausten mukana ajautuvat rannikolle ja tuovat runsaasti lunta lyhyessä ajassa. Edellä mainittujen syiden takia ilmastonmuutoksen ennustaminen pääkaupunkiseudulle on haastavaa ja sisältää epävarmuuksia: maailmanlaajuiset ilmastomallit eivät välttämättä kykene simuloimaan kunnolla rannikon melko pienipiirteisiä muotoja tai ilmaston luonnollisia pitkäaikaisvaihteluja. On lisäksi tärkeää muistaa, että säiden luonnollisen vaihtelun ei odoteta oleellisesti vähentyvän tulevaisuudessa. Siten idänpuoleiset ilmavirtaukset voivat tuoda tulevaisuudessakin kylmiä talvia, vaikka niiden todennäköisyys hiljalleen pienenee ilmaston lämmetessä. Toisaalta ilmakehän luontainen vaihtelu voi myös aika ajoin voimistaa kasvihuonekaasujen aiheuttamaa lämpenemistä.

IPCC julkaisi viimeisimmän, eli kuudennen arviointiraporttinsa maapallon ilmastonmuutoksesta vuonna 2021. Edelliset arviointiraportit julkaistiin vuosina 2007 ja 2013, eli laajoja raportteja julkaistaan noin 6–8 vuoden välein. Raportit sisältävät arvioita ilmaston nykytilasta ja sen tulevista kehityssuunnista. Tuoreimmassa arviointiraportissa ilmastonmuutosennusteet perustuvat uusimpaan ilmastomallisukupolveen eli niin sanottuihin CMIP6 -ilmastomalleihin. Ilmastonmuutosta ennustettaessa käytetään pohjana useita vaihtoehtoisia kasvihuonekaasujen päästöskenaarioita (ks. kappale 1.1). Ilmastonmuutoksesta pääkaupunkiseudulla on julkaistu aiemmin raportteja vuosina 2010 (HSY 2010) ja 2016 (Mäkelä ym. 2016). Vuonna 2016 ilmestynyt raportti on monilta osin edelleen ajan tasalla, vaikka sen tiedot perustuvat nykyistä edeltävään CMIP5-mallisukupolveen. Tässä raportissa ilmastonmuutosarviot on suurelta osin päivitetty vastaamaan tuoreimmassa IPCC:n raportissa käytettyjä CMIP6-ilmastomalleja. Osa tuloksista perustuu kuitenkin edelleen vanhempaan CMIP5-mallisukupolveen.

Kasvihuonekaasuskenaariot

Ihmiskunnan tuottamista kasvihuonekaasuista ylivoimaisesti tärkein on hiilidioksidi (CO2), jonka pitoisuus ilmakehässä oli ennen teollistumisen aikaa noin 280 ppm (ppm = tilavuuden miljoonasosa) mutta vuonna 2022 jo lähes 420 ppm. Muita ihmisten ilmakehään päästämiä kasvihuonekaasuja ovat muun muassa metaani, typpioksiduuli ja halogenisoidut hiilivedyt. Niilläkin on oma merkityksensä kasvihuoneilmiön voimistajina, mutta edes kaikki ne yhdessä eivät aiheuta yhtä paljoa lämpenemistä kuin CO2 yksistään. Toisaalta ihmiskunnan ilmakehään tuottamat pienhiukkaset ovat jossakin määrin hidastaneet ilmaston lämpenemistä, mutta niiden pitoisuuksien ei enää ennakoida juurikaan kasvavan vaan maailmanlaajuisesti tarkasteltuna pikemminkin kääntyvän laskuun. Sen sijaan hiilidioksidin pitoisuus ilmakehässä kasvaa vääjäämättä, joskin kasvun nopeutta voidaan huomattavasti hidastaa päästöjä rajoittamalla.

Tulevaisuuden kasvihuonekaasujen kehitystä̈ kuvataan kansainvälisiin sosioekonomisiin kehityskulkuihin (Shared Socioeconomic Pathways, SSP) pohjautuen (Ruuhela ym. 2023). Kuvassa 1 on esitetty kolmen SSP-kasvihuonekaasuskenaarion mukaisia hiilidioksidin maailmanlaajuisia päästöjä. Lyhyet luonnehdinnat kustakin skenaariosta:

• SSP1-2.6: Erittäin tehokkaat päästöjen rajoitustoimet. Maailmanlaajuisten CO2-päästöjen pitäisi kääntyä selvään laskuun jo 2020-luvulla ja olla vuosisadan lopulla jopa hieman negatiivisia. CO2:n pitoisuus yltää vuosisadan puolivälin jälkeen korkeimmillaan noin 470 ppm:ään mutta alkaa sen jälkeen hitaasti laskea. IPCC:n (2021) arvion mukaan tämän skenaarion toteutuessa maapallon keskilämpötila olisi noussut tämän vuosisadan lopulla 1,8 °C (epävarmuusväli 1,3–2,4 °C) verrattuna teollistumista edeltävään aikaan.
• SSP2-4.5: Välttävä ilmastopolitiikka. CO2:n päästöt kasvavat aluksi hieman, mutta kääntyvät laskuun vuodesta 2040 lähtien. Vuosisadan loppupuolella CO2-pitoisuuden kasvu ilmakehässä taittuu, ja pitoisuus olisi suurin piirtein kaksinkertainen teollistumista edeltävään tasoon verrattuna. Maapallon keskimääräinen lämpötilan arvioitu nousu tämän vuosisadan lopulla on 2,7 (2,1–3,5) °C.
• SSP5-8.5: Pyrkimykset päästöjen rajoittamiseksi epäonnistuvat perin pohjin. CO2:n päästöt kasvavat nopeasti, enemmän kuin kolminkertaistuen ennen vuosisadan loppua. CO2:n pitoisuus kohoaisi tuolloin jopa yli nelinkertaiseksi teollistumista edeltävään aikaan verrattuna, ja voimakas kasvu jatkuisi vielä vuodesta 2100 eteenpäinkin. Keskimääräinen maailmanlaajuinen lämpötilan nousu tämän vuosisadan lopulla olisi 4,4 (3,3–5,7) °C.

‍Myös muun muassa metaanin päästöt ja pitoisuudet ovat suurimpia SSP5-8.5-skenaariossa ja pienimpiä SSP1-2.6-skenaariossa.

Kun otetaan huomioon ilmastopolitiikan tavoitteet ja tähän mennessä hyväksytyt ilmastosopimukset, SSP5-8.5-skenaario näyttää varsin epätodennäköiseltä tulevaisuuden kehityskululta. Tämän skenaarion tarkoituksena onkin lähinnä osoittaa, että kävisi todella huonosti, jos ilmastonsuojelu tyystin laiminlyötäisiin. Tällä hetkellä SSP2-4.5-skenaarion voisi kuvitella olevan lähinnä todennäköisimmin toteutuvaa tulevaisuutta. Siihen päädyttäisiin, jos osa maailman maista sitoutuu sovittuihin päästövähennystavoitteisiin tunnollisesti, mutta jotkut muut ovat leväperäisempiä. Yltäminen SSP1-2.6-skenaariota vastaavalle päästöjen vähennysuralle taas vaatisi maailman valtioilta nykyisiä sitoumuksia selvästi suurempia päästövähennyksiä. Eri SSP-skenaarioista on kerrottu tarkemmin mm. IPCC:n (2021) raportissa.

Edellä kerrotun perusteella tässä selvityksessä annetaan suurin paino SSP2-4.5-skenaariolle, mutta tarkastellaan myös SSP1-2.6- ja SSP5-8.5-skenaarioiden tuloksia. Tämän hetken käsityksen mukaan SSP5-8.5 skenaarioita ei kuitenkaan tulisi käyttää pohjana suunniteltaessa kaukaisempaa tulevaisuutta. Tähän skenaarioon liittyvät hyvin suuret ilmastolliset muutokset ainoastaan kertovat, miltä kaikelta pahalta on mahdollista järkevällä ilmastopolitiikalla välttyä.

Lisäksi on huomioitava, että osa tässä raportissa esitetyistä tuloksista perustuu vanhempiin CMIP5-sarjan ilmastomalleihin ja niissä käytettyihin RCP-päästöskenaarioihin (Representative Concentration Pathways). Näistä päästöskenaarioista RCP4.5 ja RCP8.5 vastaavat säteilypakotteeltaan suurin piirtein SSP2-4.5- ja SSP5-8.5-skenaarioita, vaikka yksittäisten kasvihuonekaasujen päästöjen osalta kehityskulut eivät ole täysin identtisiä.

Ilmastonmuutosarvioiden laatiminen

Kun halutaan saada tietoa ilmaston muuttumisesta tulevaisuudessa, arviot kasvihuonekaasujen päästöistä ja muista ilmastoon vaikuttavista tekijöistä syötetään ilmastonmuutosmalleille. Ilmastonmuutosmalli on ilmastoa sääteleviä luonnonlakeja kuvaava simulointimalli, jossa nämä fysikaaliset lainalaisuudet on puettu matemaattisten yhtälöiden muotoon, jotka edelleen ratkaistaan tietokonealgoritmin avulla. Ilmastonmuutosmallissa on oma osamallinsa muun muassa ilmakehälle, merivirroille, lumipeitteelle ja maan pintakerrokselle. Malleja muodostettaessa joudutaan tekemään monia yksinkertaistuksia. Nämä yksinkertaistukset on toteutettu eri malleissa eri tavoin, joten mallien tulokset poikkeavat toisistaan enemmän tai vähemmän. Kun halutaan saada luotettava käsitys ilmaston tulevista muutoksista ja muutoksiin liittyvistä epävarmuustekijöistä, pitää sen tähden aina käyttää arvioiden pohjana riittävän suurta joukkoa malleja.

Tässä selvityksessä esitettävät ilmastonmuutosarviot perustuvat enimmillään 28 malliin (Ruosteenoja ja Jylhä 2021, taulukko 1). Joidenkin ilmastosuureiden tiedot kylläkin puuttuvat muutamista malleista.