Ilmastonmuutos pääkaupunkiseudulla

Tässä luku kertoo eri sää- ja ilmastosuureiden arvioiduista muutoksista tämän vuosisadan aikana. Pääpaino on vuosisadan puolivälissä sekä SSP2-4.5 skenaariossa, mutta luvussa esitetään myös vuosisadan lopun ja muiden päästöskenaarioiden antamia tuloksia.

Keskimääräiset lämpötilat ja sademäärät

Kuvassa 8 on esitetty, miten vuotuinen keskilämpötila ja keskimääräinen kokonaissademäärä muuttuvat pääkaupunkiseudulla tämän vuosisadan loppuun mennessä. Kyseessä on 28 mallin tulosten keskiarvo. Kuva 9 vastaavasti kertoo lämpötilojen ja sademäärien muutoksista eri vuodenaikoina ja antaa myös käsityksen eri mallien tulosten välisistä eroista. Lämpötilan ja sademäärän tulevien muutosten arviointimenetelmistä on kerrottu on kerrottu Ruosteenojan ja Jylhän (2021) tutkimuksen luvussa 2.

Sekä vuoden keskilämpötila että vuotuinen kokonaissademäärä nousevat pääkaupunkiseudulla tulevaisuudessa (kuva 8), joskin jonkin verran vähemmän kuin Suomen alueella keskimäärin (Ruosteenoja ja Jylhä, 2021, kuva 2). Ennen vuotta 2040 eri kasvihuonekaasuskenaarioita vastaavat muutokset etenevät suurin piirtein yhtä nopeasti. Vuosisadan jälkipuolella SSP5-8.5-skenaarion tuottama ilmastonmuutos jatkuu jopa hiukan kiihtyen, SSP2-4.5-skenaarion mukainen hidastuu ja SSP1-2.6-skenaariota vastaava muutos pysähtyy.

Jos tarkastellaan noin kahden ihmissukupolven väliä vastaavaa muutosta 2020-luvulta 2080-luvulle, pääkaupunkiseutu lämpenisi alimman kasvihuonekaasuskenaarion perusteella noin yhden asteen, keskiskenaarion mukaan hiukan yli kaksi astetta ja suurten päästöjen skenaarion mukaan yli neljä astetta. Tästä voidaan päätellä kaksi asiaa. Ensinnäkään ilmastonmuutosta ei voida millään kokonaan pysäyttää vielä lähivuosikymmeninä, vaan jonkinasteiseen muutokseen on oltava valmiita varautumaan. Toisaalta lastenlastemme kokema vuosisadan loppupuolen ilmasto on hyvin erilainen riippuen siitä, millaista ilmastopolitiikkaa nyt ja tulevaisuudessa noudatetaan.

Kuvasta 9 nähdään, että muutokset eivät jakaudu tasaisesti eri vuodenajoille. Lämpötilat kohoavat talvella jonkun verran enemmän kuin kesällä, joskaan lämpenemisen erot eri vuodenaikojen välillä eivät ole ihan yhtä isoja kuin edellistä mallisukupolvea tarkasteltaessa (Ruosteenoja ja Jylhä, 2021, kuva 14). Uusimmat mallit lämmittävät Suomen kesiä enemmän kuin vanhat, kun taas talvien lämpenemisessä ei ole mallisukupolvien välillä suurtakaan eroa. Mallitulosten keskiarvon perusteella eri kuukausien keskilämpötilat nousisivat reilun puolen vuosisadan aikana noin 2,5–3 asteella. Tämänsuuruinen lämpeneminen kutistaisi pääkaupunkiseudun termisen talven, jolloin lämpötila keskimäärin on pakkasen puolella, ainoastaan kahden kuukauden mittaiseksi. Toinen kuvan 9 vasemmanpuoleisen kaavion keskeinen viesti on, että eri mallien tulosten välillä on selviä eroja. Epävarmuutta kuvaavan vaihteluvälin alaraja on noin yksi ja yläraja kuukaudesta riippuen vajaasta neljästä runsaaseen viiteen asteeseen. Todennäköisemmin muutos kuitenkin asettuu lähemmäksi mallitulosten keskiarvoa kuin kumpaakaan ääripäätä.

Samalla kun keskilämpötilat nousevat, talvisin myös lämpötilojen ajalliset vaihtelut päivästä toiseen vaimentuvat. Tämä tarkoittaa, että kovimmat pakkaset lauhtuvat enemmän kuin mitä keskilämpötilat nousevat. Kesällä sen sijaan lämpötilojen vaihtelevuus pysyy suunnilleen nykyisellä tasolla, eli kovat helteet muuttuvat kuumemmiksi suunnilleen samassa suhteessa kuin mitä keskilämpötila kohoaa.

Sademäärät näyttäisivät mallitulosten keskiarvon perusteella lisääntyvän loka-huhtikuun välisenä aikana noin 10 % mutta pysyvän kesällä lähes entisellään (kuva 9b). Mallien väliset erot ovat suhteellisesti ottaen vieläkin suurempia kuin lämpötilaennusteissa, eikä muutoksen suuntaa voida tietää täysin varmasti minään vuodenaikana. Talvipuolella vuotta sademäärän lisääntyminen on toki paljon todennäköisempää kuin vähentyminen. Kesällä epävarmuushaarukka taas ulottuu noin 20 prosentin vähentymisestä yhtä suureen lisääntymiseen. Lisäksi on olemassa viitteitä, että nimenomaan kesällä sadeolot kävisivät ilmaston lämmetessä yhä vaihtelevimmiksi, eli sekä hyvin runsaita sateita että pitkään jatkuvaa kuivuutta koettaisiin nykyistä useammin. Lämpeneminen myös lisää voimakkaasti veden haihtumista, eli luonto kärsisi kuivuudesta entistä pahemmin siinäkin tapauksessa, että sademäärät pysyvät entisellään tai jopa hiukan kasvaisivat.

Auringonsäteily näyttäisi tulevaisuudessa lisääntyvän hieman varsinkin kesällä ja syksyllä (kuva 10), kun taas talvella aurinkoa mahdollisesti näkyisi aavistuksen verran nykyistä vähemmän. Auringonsäteilyn muutokset tietysti riippuvat pilvisyyden muutoksista, mutta säteilyä lisää myös ilman kirkastuminen pienhiukkassaasteen vähentyessä. Talvien synkentymiseen taas vaikuttaa osaltaan lumipeitteen vähentyminen.

Ilman suhteellinen kosteus näyttäisi keskimäärin putoavan kesällä parilla prosenttiyksiköllä. Lämpötilan vuorokausivaihtelut pysyisivät kesällä suunnilleen entisellään mutta pienentyisivät talvella 15–20 % (näistä ei kuvia).

Rankkasateet

Sateiden merkittävimmät vaikutukset liittynevät rankkasateisiin ja niiden aiheuttamiin hulevesitulviin. Niitä esiintyy Suomessa vuosittain, mutta koska Suomi on harvaan asuttu maa, ja rankkasateet ovat tyypillisesti pienialaisia, vahinkoa aiheuttavia rankkasadetulvia esiintyy suhteellisen harvoin suurissa kaupungeissa, kuten Helsingissä. Yksi viimeaikainen merkittävä rankkasadetulva sattui 23.8.2019, kun Helsingissä satoi varhain aamulla muutaman tunnin aikana yli 50 mm vettä. Tulvavesi aiheutti mittavaa vahinkoa mm. metrotunnelissa. Vaikka vastaavia sademääriä esiintyy Suomessa vuosittain, samaan paikkaan näin rankka sadekuuro osuu keskimäärin vain kerran tai pari vuosisadassa.

Päivän suurimman tunnittaisen sademäärän muutosta RCP-4.5-ilmastonmuutosskenaarion mukaisena tutkittiin HCLIM-ilmastonmuutosmallilla (Lind ym. 2022), jossa alueellinen laskentatarkkuus oli 3 x 3 km. Tarkka erottelukyky takaa sen, että pienialaiset konvektiiviset rankkasateet saadaan simuloitua realistisesti. Toisaalta on hyvä muistaa, että kyseessä on vain yksittäinen malli, joten tuloksissa on väistämättä epävarmuuksia.

Kuvan 11 mukaan vuorokauden voimakkaimmat tunnittaiset sademäärät kasvaisivat vuosisadan puoliväliin siirryttäessä syksyisin, talvisin ja keväisin. Kesäisin tuntisademäärät pysyttelisivät keskimäärin samalla tasolla vuosisadan puoliväliin siirryttäessä, vaikka hajonta Uudenmaan alueella on suurta. Vuosisadan loppuun mennessä voimakkaimmat sademäärät taas kasvaisivat melko voimakkaasti kesällä ja erityisesti keväällä. On kuitenkin tärkeää muistaa, että vaikka kasvu on voimakkaampaa keväällä kuin kesällä, kevään tuntisademäärät ovat tyypillisesti pienempiä kuin vastaavat kesän sademäärät.

Yleisesti ottaen lyhytkestoiset ja rankimmat sateet voimistuisivat Suomessa eniten. Sekä alueellisten EURO-CORDEX-ilmastonmuutosmallien että hienohilaisen HCLIM-mallin mukaan tuntisateiden toistuvuustasot kasvaisivat vuorokausisateiden toistuvuustasoja enemmän (Toivonen ym. 2021). Siinä missä keskimäärin kerran kymmenessä̈ vuodessa esiintyvän vuorokauden sademäärän ennustetaan olevan RCP8.5-skenaarion mukaan vuosisadan lopussa 25 % suurempi kuin vertailujakson 1986–2005 aikana, kerran kymmenessä vuodessa toistuvalle tuntisademäärälle kasvua ennustetaan tulevan noin 40 %. Todennäköisemmässä RCP4.5-skenaariossa muutokset olisivat toki pienempiä, mutta senkin mukaan tuntisateet voimistuisivat suhteessa vuorokausisateita enemmän.

Tuulisuus

Keskimääräisen tuulen nopeuden muutoksia vuoden eri kuukausina on esitetty kuvassa 12. Kun tarkastellaan mallitulosten keskiarvoa, muutokset ovat erittäin vähäisiä. Talvella ja keväällä tuulet mahdollisesti hieman voimistuisivat, pari-kolme prosenttia. Rannikkoalueilla tätä voimistumista selittää pitkälti meren jääpeitteen hupeneminen. Jään peittämän meren ylle muodostuu usein kylmä ilmakerros, joka vähentää ilman sekoittumista pystysuunnassa ja siten tuulen liikemäärän siirtymistä ylempää ilmakehästä pinnanläheiseen ilmakerrokseen. Milloin jäätä ei ole, ilmakerrosten sekoittuminen on tyypillisesti voimakkaampaa, mikä on omiaan voimistamaan tuulta. Eri mallien tulosten väliset erot ovat kuitenkin suuria, niin että jotkut mallit heikentävät ja toiset vahvistavat tuulia enimmillään lähes kymmenellä prosentilla.

Paitsi tuulet keskimäärin, myös kovimpien tuulien nopeudet näyttävät muuttuvan ilmaston lämmetessä vain vähän (Ruosteenoja ym. 2019, kuvat 6 ja 14). Myrskyjä siis koetaan tulevaisuudessakin, ja todennäköisesti ne ovat suunnilleen yhtä ankaria kuin tähänkin asti. Puistojen ja kaupunkimetsien puita saattaa kuitenkin kaatua talven myrskyissä enemmän, kun maaperän routa ei enää pidä niiden juuria kiinni maassa.

Tuulen voimakkuuden lisäksi kiinnostava on myös sen suunta. Kuvassa 13 on esitetty eri suunnista puhaltavien simuloitujen tuulien osuudet jakson 1971–2000 aikana. Huomattakoon, että jakauma perustuu ilmastonmuutosmallien tuloksiin eikä näin ollen täysin vastaa havaintoihin perustuvaa jakaumaa. Kuva kertoo, että mallitulosten perusteella kesällä esiintyy eniten länsituulia (osuus n. 17 %), kun muina vuodenaikoina puhaltelee yleisimmin lounaasta.

Mallien ennustamia erisuuntaisten tuulien yleisyyden muutoksia on esitetty kuvassa 14. Mallitulosten mukaan lounais-, länsi- ja luoteistuulet yleistyvät kaikkina vuodenaikoina, keväällä myös pohjois- ja talvella etelätuulet. Vastaavasti idästä puhaltaisi tulevaisuudessa nykyistä harvemmin. Eniten vähenisivät syksyllä ja talvella itätuulet, keväällä kaakkois- ja kesällä koillistuulet. Muutossignaali ei kuitenkaan ole järin vahva, vaan muutokset yksittäisten tuulensuuntien osuuksissa ovat enimmilläänkin vain yhden prosenttiyksikön suuruusluokkaa. Eri mallien tuloksissakin on eroja. Myös on syytä pitää mielessä, että tuuliolosuhteet vaihtelevat suuresti vuodesta toiseen vallitsevasta säätyypistä

riippuen, eli tulevaisuudessakin tuulet saattavat joinakin vuosina puhaltaa tavallista useammin myös idän puolelta.

On syytä huomata, että kuvassa 12 esitetyt tuulien nopeuksien muutokset ja kuvan 14 suuntajakauman muutokset eivät ole täysin vertailukelpoisia. Tämä johtuu siitä, että keskimääräisen nopeuden muutokset perustuvat uusimpaan mallisukupolveen, mutta tuulen suuntia ei ole ainakaan vielä ehditty analysoimaan näistä malleista, vaan oli tyytyminen edellisen mallisukupolven tuloksiin (Ruosteenoja ym., 2019). Lisäksi kuvassa 14 on käytetty vertailukohtana jaksoa 1971–2000 eikä 1981–2010 sekä RCP4.5-kasvihuonekaasuskenaariota, joka kyllä on melko lähellä uudempaa SSP2-4.5-skenaariota.

Lumensyvyys

Lumensyvyyden muutoksia tarkasteltiin alueellisten EURO-CORDEX-ilmastomallisimulaatioiden pohjalta kahdelle tulevaisuuden jaksolle, 2041–2070 ja 2071–2099, ja kahdelle eri kasvihuonekaasuskenaariolle. Tarkasteluissa oli mukana kymmenen eri ilmastomallikokoonpanoa ja tulokset on laskettu näiden keskiarvona. Alueellisten ilmastomallien alueellinen erottelukyky on n. 12,5 km.

Talven suurin lumensyvyys saavutetaan Helsingissä tyypillisesti helmikuussa (kuva 15). Jaksolla 1990–2019 helmikuun keskimääräinen lumensyvyys oli havaintojen mukaan n. 20 cm. Keskitasoista kasvihuonekaasupitoisuuksien kasvua kuvaavan RCP4.5-skenaarion mukaan lumensyvyys pienenee tulevaisuudessa jokaisena kuukautena. Jaksolla 2041–2070 helmikuun keskimääräinen lumensyvyys olisi Kaisaniemessä n. 12 cm ja jaksolla 2071–2099 alle 10 cm. RCP8.5-skenaarion tulokset ovat samankaltaisia, mutta lumensyvyyden pieneneminen on kauttaaltaan voimakkaampaa. Vuosisadan loppua kuvaavalla jaksolla 2071–2099 helmikuun keskimääräinen lumensyvyys olisi tämän skenaarion mukaan vain n. 6 cm, eli noin kolmasosa viime vuosikymmenien lumimäärästä.

Lumensyvyyden suhteellinen pieneneminen on ilmastomallitulosten mukaan voimakkainta keväisin huhtikuussa. RCP4.5-skenaarion mukaan huhtikuun keskimääräinen lumensyvyys olisi Helsingissä n. 70 % pienempi jaksolla 2041–2070 kuin havaintojen mukaan jaksolla 1990–2019. Toki huhtikuussa on tyypillisesti muutenkin jo vähän lunta, eli tämä ero ei näyttäytyisi kovin merkittävänä.

Vaikka kuukausien keskimääräinen lumensyvyys pienenee tarkastelluilla tulevaisuuden jaksoilla selkeästi, on hyvä kuitenkin muistaa, että vuosien välistä vaihtelua lumiolosuhteissa on odotettavissa tulevaisuudenkin talvina. Lumisuuden voimakas vuosien välinen vaihtelu on tyypillistä pääkaupunkiseudun talville. Runsaslumiset talvet ovat siis tulevinakin vuosina pääkaupunkiseudulla edelleen mahdollisia, mutta vähitellen ne kuitenkin harvinaistuvat. Suomenlahden pysyessä auki pidempään sakeat rannikkolumisateet ovat mahdollisia myös tulevaisuuden lämmenneessä ilmastossa, mikäli vallitseva ilmamassa on riittävän kylmää. Vaikka tutkimusten mukaan rannikkolumisateiden ei ole havaittu lisääntyvän, niiden esiintymisen on havaittu siirtyvän alkutalvesta entistä useammin sydäntalvelle (Olsson ym. 2023).

Helteet ja kaupungin lämpösaarekeilmiö

Ennustetut muutokset helteiden voimakkuudessa

Helteitten esiintymistä pääkaupunkiseudulla ei tutkittu valittuina 30-vuotisajanjaksoina kuten muita ilmastosuureita tässä raportissa vaan sen sijaan tietyillä kiinteillä maapallon lämpenemisen tasoilla (Ruosteenoja ja Jylhä 2023). Näistä alhaisin, maapallon keskilämpötilan nousu 0,5 asteella teollistumista edeltävään aikaan nähden, edustaa 1980-luvun ilmastoa. Vastaavasti 1,0 °C:n lämpeneminen vastaa 2010-lukua ja 1,5 °C:n lämpeneminen luultavimmin 2030-luvun alkua. Korkein tässä tarkasteltava lämpenemisen taso on 2,0 °C esiteolliseen aikaan verrattuna. Näin lämpimään ilmastoon päädytään SSP2-4.5-skenaarion toteutuessa vuosisadan puolivälin tienoilla (IPCC, 2021, taulukko SPM.1).

Hellepäiviksi luokiteltiin sellaiset päivät, joina vuorokauden keskilämpötila on korkeampi kuin 20 °C. Sen ohella on tarkasteltu myös kahta korkeampaa rajalämpötilaa, 24 °C (hyvin kuuma päivä) ja 28 °C (äärimmäisen kuuma päivä). Useimpina viime vuosien kesinä 24 °C:n raja on ylittynyt pääkaupunkiseudulla muutamana päivänä, mutta 28 °C:n vuorokausikeskilämpötilan ylityksiä alueella ole vielä koettu. Tuokin raja kyllä ylittyi Kuopiossa yhtenä päivänä vuoden 2010 heinäkuussa.

Erityisesti Helsingissä meren läheisyys nostaa yölämpötiloja pitkäkestoisten helleaaltojen aikana. Korkeita yölämpötiloja havaitaan pääosin heinä- ja elokuussa, kun Suomenlahden pintavesi on lämmennyt riittävän korkealle tasolle. Jos yön alin lämpötila jää 20,0 asteeseen tai sen yli, puhutaan trooppisesta yöstä. Meren lämmittävästä vaikutuksesta johtuen trooppiset yöt ovat selvästi yleisempiä Uudenmaan rannikolla kuin sisämaan puolella. Käytettäessä vuorokauden keskilämpötilaa helleaaltojen arviointiin myös korkeat yölämpötilat tulevat huomioiduksi.

Helteen vaikutukset ihmisten terveyteen ym. tulevat kunnolla näkyviin vasta, jos kuumuutta kestää useamman päivän. Sen tähden hellejakson vähimmäispituudeksi on määritelty vähintään kolme sellaista peräkkäistä päivää, joina kynnyslämpötila ylittyy. Tämän jälkeen hellejakso jatkuu, kunnes kynnyslämpötila jälleen alitetaan vähintään kahtena peräkkäisenä päivänä. Hellejaksopäiviksi katsotaan kaikki nämä päivät, niin jaksoon kuuluvat kynnyslämpötilan ylityspäivät kuin enintään yhden päivän mittaiset katkoksetkin.

Hellejaksopäivien määrän muutoksia ilmaston lämmetessä on tarkasteltu kuvassa 16. Käytettäessä 20 asteen kynnyslämpötilaa 0,5 °C:n lämpenemistasolla hellejaksopäiviä oli mallitulosten perusteella keskimäärin noin 5 kesässä. 1,0 °C:n lämpenemisen tasolla niiden määrä noin kaksin-, 1,5 °C:n tasolla kolmin- ja 2,0 °C:n tasolla nelinkertaistuu. Korkeampia rajalämpötiloja käytettäessä hellejaksopäivien lukumäärät ovat luonnollisesti kauttaaltaan paljon pienempiä mutta niiden lisääntyminen suhteellisesti ottaen voimakkaampaa. Äärimmäisen ankarat hellejaksot, joina keskilämpötila ylittää 28 °C vähintään kolmena päivänä peränjälkeen, ovat mallitulostenkin perusteella olleet lähimenneisyyden ilmastossa hyvin epätodennäköisiä, mutta 1,5–2,0 asteen lämpenemisen tasolla niitäkin jo alkaisi joskus esiintyä (kuva 16c).

Hellejaksopäivien määrän ohella on hyvä tietää, kuinka kuumia hellejaksot ovat. Sitä varten laskettiin kullekin hellejaksolle hellelämpösumma eli kynnyslämpötilan ylitysten summa jakson ensimmäisestä viimeiseen päivään. Kuvassa 17 on näytetty, kuinka suuri kesän kaikkien hellejaksojen yhteenlaskettu hellelämpösumma keskimäärin on lämpiämisen eri tasoilla. Siirryttäessä 0,5 asteen lämpenemisen tasosta 2,0 asteen tasolle yhteenlaskettu hellelämpösumma keskimäärin viisin- (20 °C:n kynnyslämpötila), 14- (24 °C) tai 24-kertaistuu (28 °C). Hellelämpösumman kasvu on siis suhteellisessa mielessä voimakkaampaa kuin hellejaksopäivien lukumäärän. Tämä johtuu siitä, että hellelämpösummaan vaikuttaa sekä hellejaksopäivien määrä että näiden päivien kuumuus (kynnyslämpötilan ylittymisen suuruus), jotka molemmat suurentuvat ilmaston lämmetessä.

Huomattakoon, että sekä kuvassa 16 että 17 eri mallien tulokset poikkeavat toisistaan (kuvien pystyjanat). Erot korostuvat sitä enemmän mitä korkeampaa rajalämpötilaa tarkastellaan. Näin käy mm. siksi, että oikein kuumia päiviä esiintyy lukumäärällisesti vähän, jolloin satunnaiset vaihtelut vaikuttavat niihin paljon. Kaikissa tapauksissa mallitulosten keskiarvoa voidaan kuitenkin pitää todennäköisempänä vaihtoehtona kuin jakauman ääripäitä.

Keskimääräisen helleilmaston muutosten ohella tutkittiin myös kaikista kovimpien hellejaksojen esiintymisiä. Kuvassa 18 on esitetty, kuinka usein lämpenemisen eri tasoilla esiintyy sellaisia hellejaksoja, joita oli koettu 0,5 °C:n lämpenemistasolla eli 1900-luvun lopun ilmastossa kerran 2, 4, 10, 20, 50 tai 100 vuodessa. Esimerkiksi kerran 10 vuodessa koettavan ankaran hellejakson vuotuinen todennäköisyys on 0,5 °C:n lämpenemisen tasolla suoraan määritelmän perusteella 10 %. Ilmaston lämmetessä todennäköisyys kasvaa hyvin nopeasti: 1,0 °C:n tasolla se on n. 26 %, 1,5 °C:n tasolla 41 % ja 2,0 °C:n teollistumista edeltäneeseen tasoon verrattuna lämmenneessä maailmassa jo 54 %. Hieman mutkia suoristaen siis voidaan sanoa, että 1900-luvun lopulla kerran 10 vuodessa koettavan tasoisia hellejaksoja esiintyisi tämän vuosisadan puolivälin ilmastossa keskimäärin joka toinen vuosi. Vastaavasti lähimenneisyydessä kerran sadassa vuodessa esiintyneitä erittäin kovia hellejaksoja nähtäisiin vuosisadan keskivaiheilla vuosittain n. 17 % todennäköisyydellä eli keskimäärin joka kuudentena vuotena.

Kaupungin lämpösaarekeilmiö

Kaupunkialueilla on yleensä lämpimämpää kuin ympäröivällä maaseudulla niin sanotun lämpösaarekeilmiön takia. Ilmiö syntyy rakennusten, liikenteen ja teollisuuden tuottamasta hukkalämmöstä sekä siitä, että auringon säteilyenergia varastoituu kaupungin rakenteisiin, josta se vapautuu ympäröivään ilmaan. Yhtäältä lämpösaarekeilmiö vähentää lämmitysenergian tarvetta talvisin mutta toisaalta kasvattaa jäähdytystarvetta kesäisin. Helsingissä voi olla lämpösaarekeilmiön aikana useita asteita lämpimämpää kuin ympäristössä (Drebs ym. 2023). Lämpösaarekeilmiön takia myös helteiden vaikutukset korostuvat suurissa kaupungeissa. Mallinnusten mukaan Helsingissä koettu kuumarasitus lisääntyy sen myötä mitä korkeampia alueen rakennukset ovat, mutta rakennusten korkeuden kasvaessa yli 20 metrin kuumarasitus ei enää kasva, todennäköisesti rakennusten varjostavan vaikutuksen vuoksi (Chitu ym. 2021). Vaikka ilmastonmuutosta voidaan siis hillitä tiiviillä kaupunkirakentamisella, samalla voimistetaan kaupunkien lämpösaarekeilmiötä. Myös tummat pinnat ovat omiaan voimistamaan lämpösaareketta erityisesti kesäaikana.

Rakennetun ympäristön lisäksi yhteiskunnalliset haavoittuvuustekijät, kuten väestön ikääntyminen, voivat korostaa lämpösaarekeilmiön vaikutuksia. Helsingin kantakaupungissa, voimakkaimman lämpösaarekkeen alueella, asuu runsaasti ikääntyneitä. Kaupungin lämpösaareke lisää kuumarasitusta, ja kuolleisuusriski helleaaltojen aikana kasvaa Helsingissä noin 2,5-kertaiseksi ympäröivään pääkaupunkiseutuun verrattuna (Ruuhela ym. 2021). Kasvillisuuden ja viherpinta-alan lisääminen kaupungeissa helpottaa kuumarasitusta, mutta vaikutus on merkittävä vasta, kun puistojen osuus kasvaa kyllin suureksi. Viimeaikaisessa tutkimuksessa havaittiin, että kasvillisuuden lisääminen Vantaan kaupungissa tuo lievää helpotusta kuumuuteen, mutta ilmastonmuutoksen mukanaan tuoma lämpötilan nousu oli selvästi merkittävämpää (Saranko ym. 2020). Yksittäiset puut eivät siis juuri vaikuta lämpösaarekeilmiön voimakkuuteen mutta tuovat toki varjoa kuumana päivänä ja vaikuttavat siten ihmisen kokemaan suoraan kuumarasitukseen.

Kesäisen lämpösaarekeilmiön voimakkuus ja alueellinen jakauma Helsingissä vaihtelee suuresti säätilanteesta ja erityisesti tuulensuunnasta ja -nopeudesta riippuen. Pohjoisenpuoleinen eli sisämaan suunnasta puhaltava tuuli hellepäivinä lisää kuumarasitusta kantakaupungissa, koska tällöin meren viilentävä vaikutus jää vähäisemmäksi (Votsis ym. 2021). Sen sijaan jos hellepäivinä tuulee lounaasta, kuumarasitus kantakaupungissa voi olla heikompaa kuin niissä kaupunginosissa, jotka sijaitsevat kauempana rannikosta.

Merivedenkorkeus sekä korkean meriveden ja rankkasateiden yhdistelmätilanteet

Helsingissä merenpinnan keskimääräiseen tasoon vaikuttavat merenpinnan maailmanlaajuinen nousu, maankohoaminen ja pohjoisen Atlantin alueen tuuli-ilmasto. Merenpinnan nousu johtuu ilmaston lämpenemisestä, joka aiheuttaa meriveden lämpölaajenemista ja jäätiköiden sulamista. Maankohoamisen vauhti on Helsingissä noin 3,7 mm vuodessa ja jatkuu tasaisena vielä ainakin vuosisatoja. Tuuli-ilmasto puolestaan vaikuttaa merenpinnan tasoon, koska Itämeri on lähes suljettu vesiallas. Länsituulten vallitessa tuuli työntää vettä sisään Tanskan salmista ja Suomen rannikkoa vasten, jolloin merenpinta Helsingissä nousee.

Merenpinnan maailmanlaajuisen nousun nopeus on tällä hetkellä suunnilleen sama kuin maankohoamisen vauhti Helsingissä, ja niinpä merenpinnan tasossa vallinnut, maankohoamisen aiheuttama historiallinen laskusuuntaus on käytännössä pysähtynyt (kuva 19). Tulevaisuudessa on odotettavissa merenpinnan nousua. Keskimmäisen SSP2-4.5- päästöskenaarion mukainen kehitys johtaisi parhaan arvion mukaan 25 cm:n nousuun vuoteen 2100 mennessä verrattuna vuosien 1995–2014 tasoon. Epävarmuushaarukka (5–95 %) arviolle on –1 … +76 cm. Arvion tekemisessä käytetyt menetelmät on esitelty Pellikan ym. (2023) tutkimuksessa, josta löytyvät myös tarkemmat tulokset eri todennäköisyystasoille ja päästöskenaarioille.

Edellä sanottu koskee vain keskimääräistä merenpinnan tasoa, jonka päälle tulevat lyhytkestoisesta meriveden korkeuden vaihtelusta aiheutuvat tulvat. Merenpinnan nousu nostaa tulevaisuudessa odotettavissa olevia tulvakorkeuksia. Aiemmin julkaistut alimmat suositeltavat rakentamiskorkeudet Suomen rannikolla (Kahma ym. 2014) ovat kuitenkin toistaiseksi edelleen voimassa. Niiden pohjana olevat merenpinnan nousuennusteet ovat varsin lähellä tässä raportissa esitetyn SSP2-4.5-skenaarion mukaista todennäköisyysjakaumaa (kuva 19, musta viiva).

Keskimääräisen merivedenkorkeuden lisäksi tutkittiin sellaisten säätilanteiden lukumääriä, joissa korkea merivesi ja rankkasateet esiintyvät saman päivän aikana. Korkealle kohonnut merivesi täyttää hulevesien poistoviemäreitä ja siten hidastaa rankkasateiden tuomien tulvavesien poistumista. Vaikutukset voivat olla siis suurempia kuin mitä olisi, jos korkea merivesi ja rankkasade esiintyisivät erikseen. Tyypillisesti tällaiset yhdistelmätilanteet liittyvät syksy- ja talviaikaisiin matalapaineisiin, jotka tuovat rankkoja sateita ja nostavat samalla vedenpintaa tuulien ja matalamman ilmanpaineen takia.

Raja-arvoina suurille sademäärälle ja korkealle merenpinnalle pidettiin niiden jakaumien 95. prosenttipisteitä, jotka vastasivat pääkaupunkiseudulla +55 cm:n vedenkorkeutta ja vähintään 8,7 mm:n päivittäistä sademäärää. Kuvassa 20 on esitetty tällaisten päivien vuotuiset lukumäärät. Kuvasta voi nähdä, että ainakaan vielä rankkasateiden ja korkean meriveden yhdistelmätilanteet eivät ole oleellisesti lisääntyneet, vaan määrässä on suurta vuosien välistä vaihtelua. On kuitenkin mahdollista, että tulevaisuudessa yhdistelmätilanteita esiintyy useammin, sillä talviaikaisten matalapaineiden sademäärien ennustetaan kasvavan.

Kuivuus

Kesällä rankkasateiden lisäksi ongelmia saattaa aiheuttaa myös pitkäkestoinen kuivuus. Lisääntyvästä kuivuudesta saatiin Euroopassa esimakua kesällä 2022, jolloin myös pääkaupunkiseudulla elokuu oli erittäin kuiva: Helsinki-Vantaalla jopa ennätyksellisen kuiva (5,9 mm sadetta) ja Helsingin Kaisaniemessäkin yksi mittaushistorian kuivimmista (8,4 mm sadetta).

Yksi kuivuuden tunnusluku on ilman kyllästysvajaus (engl. vapour pressure deficit, VPD), joka kuvaa kosteudella kyllästetyn ilman ja vallitsevan ilman vesihöyryn osapaineen erotusta. Jos ilman kosteusprosentti on 100 %, kyllästysvajaus on nolla. Kyllästysvajaus siis kertoo, miten paljon ilmaan mahtuisi lisää vesihöyryä, ennen kuin se alkaa tiivistyä. Kesällä lämpötilat ovat talvea korkeampia, ja silloin kyllästysvajaus on tyypillisesti talvea suurempi (kuva 21). Kyllästysvajauksen kasvaessa haihtuminen on tehokkaampaa ja kasvit joutuvat ottamaan enemmän vettä juuristoistaan, mikä johtaa maaperän kuivumiseen. Kun maasto on kuivaa, auringon säteilyenergiasta on käytettävissä isompi osuus lämpötilan nostamiseen kuin veden haihduttamiseen. Syntyy noidankehä, joka voimistaa helleaaltoja ja kuivuusjaksoja.

HCLIM-ilmastonmuutosmallin mukaan kuivuusjaksot pääkaupunkiseudulla pahentuisivat tulevaisuudessa erityisesti kesäisin (kuva 22), jolloin kyllästysvajaus kasvaisi keskimäärin noin 80 pascalia (n. 20 %, suhteellisesta muutoksesta ei kuvaa). Vaikka tulos on laskettu vain yhtä ilmastonmuutosmallia käyttäen, se on linjassa CMIP6-malleilla laskettujen tulosten kanssa. Niiden mukaan kesäkaudella tulevaisuudessa ei olisi juurikaan odotettavissa muutosta sateisuudessa (kuva 9) mutta toisaalta hieman enemmän auringonpaistetta (kuva 10). Myös ennustettu helteiden yleistyminen ja ankaroituminen (kuvat 16–18) ovat sopusoinnussa lisääntyvän kuivuuden kanssa.