Dec 19

Uudet Suomea koskevat ilmastonmuutosennusteet julkaistu

winter-woods

Arviot Suomen ilmaston muuttumisesta kuluvan vuosisadan aikana on päivitetty vastaamaan uuden sukupolven ilmastonmuutosmallien tuloksia.

Tarkasteltavana olleiden 28 mallin mukaan Suomen vuotuinen keskilämpötila nousee lähes kaksi kertaa niin nopeasti kuin koko maapallon keskilämpötila. Edellisen mallisukupolven tuloksiin verrattuna suurin ero on uusien mallien ennustama kesien jonkin verran voimakkaampi lämpeneminen. Sademäärien muutosennusteet sen sijaan ovat säilyneet kutakuinkin entisellään.

Lämpeneminen on voimakkainta talvella.  Jos kasvihuonekaasujen päästöt kasvavat hallitsemattomasti (ns. RCP8.5-skenaario), Keski-Suomessa saattaa vallita vuosisadan lopulla samankaltainen lämpötilailmasto kuin nykyisin Unkarissa. Lämpötilat nousisivat tällöin 1900-luvun lopun lukemista talvella 4 – 10 °C ja kesällä 2 – 7 °C. Vastaavasti päästöjä kohtuullisen tehokkaasti leikattaessakin (RCP4.5-skenaario) meitä odottaisivat likimain Puolan lämpöolot: talvella lisää lämmintä 2 – 7 °C ja kesällä 1 – 4 °C.

Sademäärä todennäköisesti lisääntyy kaikkina vuodenaikoina, prosentteina ilmaistuna eniten talvella.  RCP8.5-skenaariota vastaava vuotuisen sademäärän noin 20 prosentin lisäys antaisi meille vuodessa saman verran vettä kuin mitä nykyisin sataa monin paikoin Englannissa.

Talvet muuttuvat meillä todennäköisesti nykyistäkin pilvisemmiksi ja valottomammiksi. Synkeimpien malliennusteitten mukaan maan pinnalle pääsevän auringon säteilyn määrä voisi pudota yli 20 prosentilla. Tuulen voimakkuudet sen sijaan eivät välttämättä muuttuisi paljoakaan, joskin eri mallien tulokset poikkeavat toisistaan paljon.

Maailmanlaajuisesti haitalliset vaikutukset ovat selvästi suuremmat kuin hyödyt

Koko Eurooppaa tarkasteltaessa lämpötila nousee talvella eniten pohjoisessa, kesällä taas etelässä.  Pohjois-Euroopassa sataa entistä enemmän ja mantereen eteläosissa vähemmän.  Keski-Euroopassa talvet muuttuvat sateisemmiksi ja kesät kuivemmiksi.  Välimeren alueen maissa kuivuusongelmat pahenevat, kun varsinkin kesäpuolella vuotta sademäärä putoaa, lämpötila kohoaa voimakkaasti ja auringolta suojaavaa pilvisyyttäkin on vähemmän.

Vaikka ilmaston lämpiämisestä voi suomalaisesta näkökulmasta kapeasti ajatellen olla hyötyäkin, maailmanlaajuisesti ilmiö on vahingollinen. Ilmaston lämpeneminen voi johtaa laajamittaisiin ja mahdollisesti peruuttamattomiin maailmanlaajuisiin haittavaikutuksiin, kuten tuhoisiin sään ääri-ilmiöihin ja luonnon monimuotoisuuden katoamiseen. Ilmastonmuutos voi aiheuttaa myös suuria yhteiskunnallisia ongelmia varsinkin kehitysmaissa.

Tutkimusta on rahoittanut Suomen Akatemia PLUMES- ja ADAPT-hankkeiden kautta sekä Liikenne- ja viestintäministeriö Sektoritutkimusohjelman SETUKLIM-hankkeen kautta.

Lisätietoja:

Ruosteenoja, K., K. Jylhä and M. Kämäräinen, 2016: Climate projections for Finland under the RCP forcing scenarios. Geophysica, 51, 17-50.

http://www.geophysica.fi/pdf/geophysica_2016_51_1-2_017_ruosteenoja.pdf

Dec 16

Ilmatieteen laitos – Liikenne ja puunpoltto aiheuttavat edelleen ilmanlaatuongelmia Suomessa

fire-227291_640

Päästövähennyksistä huolimatta ilmansaasteet vaikuttavat edelleen merkittävästi eurooppalaisten terveyteen. Suomessa ilmansaasteiden pitoisuudet ovat yleisesti ottaen pieniä, muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta.

Ilmansaasteiden vähentyneet päästöt ovat parantaneet Euroopan ilmanlaatua yleisesti viime vuosikymmeninä ja monien seurattavien yhdisteiden kohdalla EU:n ilmanlaatunormien ylitykset ovat  nykyään harvinaisia. Esimerkiksi hiilimonoksidi- ja bentseenipäästöt ovat vähentyneet merkittävästi Euroopassa moottoriajoneuvojen katalysaattoreiden yleistymisen ja EU:n polttoainedirektiivien myötä. Koska hiilimonoksidin pitoisuudet ovat Suomessa tyypillisesti hyvin pienet verrattuna EU:n raja-arvoon, 10 mg/m3, jatkuvan seurannan tarvetta ei ole. “Näillä näkymin hiilimonoksidin  jatkuvat terveysperusteiset mittaukset ollaankin lopettamassa Suomesta kokonaan”, toteaa Ilmatieteen laitoksen tutkija Mika Vestenius. Kaikkia ilmanlaatuongelmia ei ole kuitenkaan saatu vielä ratkaistua Suomessakaan. “Ihmisten terveyden ja ympäristön kannalta merkittävimmät ilmansaasteet Euroopassa ja myös Suomessa ovat hiukkaset, typpidioksidi, otsoni ja PAH-yhdisteet.”

Suuri osa Euroopan väestöstä ja ekosysteemistä altistuu edelleen eurooppalaisten ja Maailman Terveysjärjestön WHO:n ilmanlaatunormien ylittäville ilmansaasteiden pitoisuuksille.  Euroopan ympäristöviraston arvion mukaan ilmansaasteet aiheuttavat vuosittain lähes puoli miljoonaa ennenaikaista kuolemaa Euroopassa. Näistä noin 1500 tapahtuu Suomessa.

Ilmansaasteet vahingoittavat myös luontoa esimerkiksi vaurioittamalla  viljelykasveja ja metsiä ja myös rakennettua ympäristöä. Ilmansaasteilla on merkittäviä taloudellisia haittavaikutuksia mm. sairaspoissaoloina sekä vaikutuksena viljelysatoihin ja metsien tuottoon sekä rakennuskannan rapistumiseen.

Ilmatieteen laitos huolehtii tausta-alueiden ilmanlaadun seurannasta Suomessa. Kaupungit, kunnat ja teollisuus huolehtivat oman alueensa ilmanlaadun seurannasta. Suomessa on yhteensä noin 100 ilmanlaatuasemaa. Ilmatieteen laitos kokoaa vuosittain Suomen ilmanlaadun seurantatiedot ja raportoi ne Euroopan ympäristökeskukseen (EEA) ja Euroopan komissiolle.

Liikenteen päästöt on kaupunkien ongelma

Typen oksidit ja erityisesti typpidioksidi on tyypillisesti suurten kaupunkien ongelma. Vuonna 2015 noin seitsemän prosenttia EU:n kaupunkiväestöstä asui raja-arvon ylittävillä alueilla.  Suurin yksittäinen typen oksidien tuottaja on liikenne.  Suomessa raja-arvon ylittäviä typpidioksidi-pitoisuuksia mitattiin vuonna 2015 vain Helsingissä kahdessa mittauspisteessä, jotka sijaitsevat vilkasliikenteisissä katukuiluissa. Altistuneiden ihmisten määräksi on arvioitu 11 000 henkilöä.

Hiukkaset on pienempi ongelma Suomessa

Hengitettävät hiukkaset eli halkaisijaltaan alle kymmenen mikrometrin kokoiset hiukkaset (PM10) on ajoittainen ja paikallinen, mutta melko näkyvä ilmanlaatuongelma. Varsinkin keväisin Suomen kaupungeissa mitataankin talvihiekoituksen jäljiltä lyhytaikaisesti huomattavan korkeita PM10-pitoisuuksia katupölyn takia. Korkeat PM10-pitoisuudet ärsyttävät hengityselimistöä ja aiheuttavat oireita erityisesti herkille ihmisille kuten lapsille, vanhuksille sekä allergioista ja hengitystiesairauksista kärsiville ihmisille. Yleensä korkeat pitoisuudet ovat kuitenkin Suomessa niin lyhytaikaisia, että PM10 -raja-arvo ei vuositasolla ylity. Viime vuonna oli PM10 -vuorokausiraja-arvon (yli 35 päivää vuorokauden keskiarvo yli 50 μg/m3) ylitys Kuopion Sorsasalossa.

Pienhiukkaset ovat hiukkasia, joiden halkaisija on alle 2,5 mikrometriä(PM2.5). Pienhiukkaset tunkeutuvat tehokkaasti hengitysilman mukana keuhkorakkuloihin ja sieltä muualle elimistöön. Suomessa pienhiukkasten pitoisuus ei ole ollut ongelma, pitoisuudet ovat yleensä alle puolet EU:n raja-arvoista. EU:n raja-arvoja tiukempikaan WHO:n pienhiukkasten ohjearvo ei ylittynyt Suomessa vuonna 2015. Pienhiukkasten aiheuttama terveysriski liittyykin niiden sisältäviin myrkyllisiin aineisiin, esimerkiksi orgaanisiin yhdisteisiin ja raskasmetalleihin.

Kohonneet raskasmetallipitoisuudet ovat tyypillisesti paikallinen teollisuusympäristöjen ongelma. Suomessa raportoitiin arseenin tavoitearvon ylitys vuonna 2015 Harjavallassa kahdella asemalla. Arseenin ylitysalueella asui tai työskenteli arviolta 3000 ihmistä.

Puun pienpoltto huonontaa ilmanlaatua paikallisesti

Bentso(a)pyreeni, b(a)p, on mm. biomassan ja fossiilisten polttoaineiden poltossa syntyvä karsinogeeninen PAH-yhdiste eli polysyklinen aromaattinen hiilivety joka kiinnittyy palamisessa syntyviin pienhiukkasiin. Ilmatieteen laitoksen mukaan puun pienpoltto on edelleen merkittävin b(a)p:n lähde Suomessa.  Muita b(a)p:n lähteitä ovat  mm. metalliteollisuus, liikenne ja  jätteiden poltto.

Toisin kuin monet muut ilmansaasteet, b(a)p:n päästöt ilmaan ovat kasvaneet Euroopassa viime vuosina. Tämä johtuu suurimmaksi osaksi lisääntyneestä biomassan poltosta. Noin neljäsosa (24 %) Euroopan kaupunkien väestöstä altistui EU:n tavoitearvon 1 ng/m3 ylittäville b(a)p-pitoisuuksille, kun taas WHO:n tavoitearvon 0.12 ng/m3 ylittäville pitoisuuksille altistui 88 % kaupunkiväestöstä eli lähes yhdeksän kymmenestä kaupungeissa asuvista eurooppalaisesta.

Suomessa b(a)p on tyypillisesti pientaloalueiden ongelma. Näillä alueilla poltetaan paljon puuta ja mitatut vuosikeskiarvot ovat usein tavoitearvon tuntumassa. Korkeita pitoisuuksia esiintyy erityisesti talvisin.  Virallisesti EU:n b(a)p tavoitearvon 1 ng/m3 ylityksiä (1.5 ng/m3  tai sen yli) ei Suomessa mitattu vuonna 2015. Suomen korkein vuosikeskiarvo 1.05 ng/m3 mitattiin Raahessa.

B(a)P-mittauksia on Suomessa melko harvassa, mutta mallilaskelmien mukaan tavoitearvoa lähellä olevia tai jopa sen ylittäviä pitoisuuksia esiintyisi melko tasaisesti ympäri Suomea asutuskeskuksissa alueilla, joissa on paljon puunpolttoa. WHO:n tavoitearvo 0.12 ng/m3  ylittyy Suomessa lähes kaikkialla.

Kaukokulkeutuva otsoni

Toisin kuin muut ilmansaasteet, maanpintaotsoni on yleensä kaukana saastelähteistä olevien alueiden eli tausta-alueiden ongelma. Saastuneilta alueilta peräisin olevassa ilmassa muodostuu otsonia sen kulkeutuessa tausta-alueille. Otsonin arvioidaan olevan merkittävin kasvillisuutta vaurioittava ilmansaaste Euroopassa. Suomessa otsonin kasvillisuuden suojeluarvo sekä metsien suojeluarvo eivät kuitenkaan ylittyneet vuonna 2015.

Ilmanlaatuportaali:http://www.ilmanlaatu.fi/tarkistetut_tulokset/vuositilastot/2015/vuosi_2015.php

Air quality in Europe – 2016 report: http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2016

 

Dec 07

Kaupunkibulevardien ilmanlaatuun vaikuttaa ympäröivä korttelirakenne

2016-12-07-12_13_22-yos_2016-5-pdf-nitro-reader-3

Ilmatieteen laitos ja Helsingin yliopisto ovat supertietokonelaskennan avulla selvittäneet, minkälaisia korttelirakenteita Helsingin tulevaisuuden kaupunkibulevardien varrelle kannattaisi rakentaa, jotta liikenteen päästöjen haittavaikutukset ilmanlaatuun jäisivät mahdollisimman pieneksi.

Kaupunkibulevardeilla tarkoitetaan Helsingin uuden yleiskaavaan mukaista kaupunkikehitystä, jossa tarkoituksena on muuttaa nykyiset sisääntuloväylät Kehä I:n sisäpuolella urbaaneiksi kaupunkibulevardeiksi, joita asuin- ja liiketilat reunustavat. Ilmatieteen laitoksella ja Helsingin yliopistossa tehdyn tutkimuksen mukaan bulevardikatuja ympäröivällä kortteliratkaisulla on huomattava merkitys kaupunkibulevardien ilmanlaatuun. Tutkimuksessa vertailtiin neljää erilaista kortteliratkaisua ja yksi ratkaisuista osoittautui tässä suhteessa selvästi muita paremmaksi.

kortteli

kortteli2

Tutkitut korttelimallit V1 – V4. Yläkuvissa väri kertoo rakennusten ja maan pinnan korkeuden. Tummin vihreän sävy edustaa suurinta korkeutta. Alakuvassa näkyvät korttelimallien sivuleikkaukset. Tutkimus osoitti korttelimallin V3 parhaaksi ilmansaasteiden tuulettumisen kannalta.

“Ilmanlaadun kannalta parhaassa ratkaisussa korttelit ovat erikorkuisia, joka lisää ilman epäpuhtauksien kulkeutumista pois katutasosta. Tässä ratkaisussa korttelien lyhyt julkisivu on kohti bulevardia ja kortteleiden korkeus vaihtelee vähitellen korttelista toiseen kadun suuntaisesti” kuvailee Ilmatieteen laitoksen tutkija Antti Hellsten. Tehokkaampi tuulettuminen vähentää terveydelle haitallisten ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia, joille ihmiset altistuvat katutasossa. Mallinnuksen mukaan tämän kaltainen rakennustapa muokkaa ilmavirtausta sopivaksi tuulettumisen kannalta.

Supertietokoneet mahdollistivat poikkeuksellisen yksityiskohtaisen leviämismallinnuksen

Näin yksityiskohtaista ilmansaasteiden leviämismallinnusta kaupunkiympäristössä ei ole maailmalla tiettävästi tähän mennessä koskaan tehty. Tutkimuskohde oli rajattu neljään Hämeenlinnanväylän alueelle laadittuun teoreettiseen kaupunkibulevardisuunnitelmaan.Mallinnukset tehtiin Ilmatieteen laitoksen Cray XC30 -supertietokoneella ajaen neljääsataa laskentaprosessia rinnakkaisesti. Tutkimuksessa ilman virtausta ja sen mukana kulkeutuvia ilmansaastepitoisuuksia mallinnettiin suurten pyörteiden simulaatiomallilla. Tutkimuksessa otettiin rakennusten lisäksi huomioon paitsi katupuiden ja ympäröivän puuston ilman virtausta jarruttava vaikutus, myös säätilan merkitys tuulettumiseen.

Työ tehtiin yhteistyössä Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden osaston sekä Helsingin seudun ympäristöpalvelujen (HSY) kanssa. Tutkimuksen tilasi Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto. Tutkimuksessa sovellettiin muun muassa Suomen Akatemian rahoittamassa CityClim-tutkimushankkeessa kehitettyjä menetelmiä.

 

Linkkejä:

Linkki hankkeen loppuraporttiin: http://www.hel.fi/hel2/ksv/julkaisut/yos_2016-5.pdf

Linkki tuulikenttää kuvaavaan animaatioon:  https://youtu.be/hTi2HPikJvk

Linkki animaatioon, joka kuvaa saastepitoisuuden kulkeutumista lähellä katutasoa: https://youtu.be/6HTeWcBy1Fw