Tarkastelujakso, johon ilmastomuutoskeskustelussa vedotaan on aivan liian lyhyt (n. 100-150 vuotta), jotta se millään lailla ennustaisi pysyvää trendiä suuntaan tai toiseen.
Tähän väitteeseen ”tarkasteltu jakso (lämpeneminen teollistumisen alusta nykyhetkeen) on liian lyhyt, jotta siitä voisi tehdä päätelmää P
1 tai P
2 jne. törmää nykyään jatkuvasti. Ja väitettä viljelevät nimenomaan ilmastoskeptikot, eivät niinkään ilmastotutkijat. Kun väitteen esittävälle ilmastoskeptikolle esittää kysymykset
(1) miten pitkä tarkastelujakson pitäisi olla?
(2) miten lasket tai määräät tarvittavan minimipituuden?
Ensimmäiseen kysymykseen saa vastaukseksi melkein mitä vain väliltä [1000, 4 000 000 000] vuotta. Hatusta vedetty lukuja tietenkin, ja toiseen kysymykseen ei edes saa vastausta. Yllä siteeraamani jäsen Totin väite ja vastaavat väitteet on ja ovat kuitenkin kahdella, ehkä jopa vähän ristiriitaisella tavalla väärä tai vääriä.
Väitteen esittäjiltä unohtuu ennen kaikkea tämä: ne ilmastotutkijat, jotka ennustavat ilmaston lämpenemisen nyt jatkuvan, ellei CO
2-ja muille kasvihuonekaasupäästöille tehdä mitään, ja jotka esittävät kovalla äänellä varoituksia nyt menossa olevasta lämpenemisestä, kyllä tuntevat ilmaston historian ja siihen liittyvät tapahtumat hyvin. Juuri ilmastotutkimushan on tuottanut sen tiedon, jonka perusteella jäsen Totti ja minä tiedämme, että aikaisemmin on ollut lämpimämpää kuin nyt ja myös enemmän hiilidioksidia ilmakehässä.
Niinpä kukaan ilmastotutkija ei vetoa pelkästään 100-150 vuoden tarkastelujaksoon väittäessään, että lämpeneminen nyt jatkuu, jos kasvihuonekaasupäästöjä ei saada kuriin. He todellisuudessa vetoavat oikeastaan kaikkeen siihen tietoon, mitä tiede on meille ilmaston toiminnasta ja sen historiasta tuottanut.
Juuri kaiken sen tiedon perusteella tiedämme, että nyt menossa lämpenemistä EI VOI aiheuttaa
-ilmastojärjestelmän sisäinen vaihtelu: se vain siirtää lämpöä paikasta toiseen, mutta ei tuota sitä
Saman tiedon perusteella tiedämme, että nämä tekijät
-eroosio
-laattatektoniikka ja sen mukanaan tuoma mannerten liike ja poimuttuminen ja näistä seuraavat muutokset
-Maa-Aurinkogeometrian muutokset, joiden pitäisi nytkin hitaasti kylmentää ilmastoa
-Auringon säteilytehon hidas kasvu sen ikääntyessä
eivät voi olla syyllisiä.
Juuri se tutkimus, mitä menneisyyden ilmastosta on tehty, kertoo meille sen, että nämä positiivista säteilypakotetta (osa aina ja osa joskus) aiheuttavat tekijät voidaan sulkea pois jo aikaskaalansa takia.
Ilmaston historian tutkimus paljon pidemmältä ajalta kuin viimeisen vajaan kahdensadan vuoden ajalta on puolestaan kertonut, että tekijät, jotka periaatteessa voisivat nostaa nopeasti lämpötilaa ovat
-Auringon säteilytehon nopea kasvu (liian pientä aiheuttaakseen nykyisen vaihtelun, ja se ei ole ainakaan kasvanut viimeisen puolen vuosisadan aikana)
-albedon nopea huonontuminen (ei tapahdu itsestään, eikä sitä ole havaittu, pikemminkin se on hieman parantunut viime vuosisatojen aikana)
-merivirtojen isot muutokset (ei ole havaittu) ja
-kasvihuoneilmiön voimistuminen.
Joten ilmaston historiaan liittyvä tieto auttaa taas yhdessä muun tieteellisen tiedon kanssa sulkemaan näistä pois kaikki muut paitsi kasvihuoneilmiön nopean voimistumisen, josta on toki muutakin evidenssiä kuin ilmakehän kasvanut hiilidioksidi- metaani- ja typpioksidulipitoisuus.
Siihen, miten vahvasti ilmastotutkijoiden käsitys siitä, että hiilidioksidi voi aiheuttaa voimakasta ja nopeaa lämpenemistä ja tekee sitä nyt nojaa tietoon ilmaston historiasta, ei oikein törmää, jos hakee kaiken asiaan liittyvän tietonsa skeptikkosivuilta, -videoilta tai ylipäätään maallikoiden käymästä keskustelusta.
Suosittelen vilpittömästi kaikille asiasta todella kiinnostuneille viestini ensimmäisen kuvan oppikirjaa, jossa ilmaston pitkä historia ja eri tekijöiden rooli maapallon pintalämpötilan määräämisessä käydään systemaattisesti läpi ennen kaikkea ilmakehän näkökulmasta. Tuo on myös erinomainen esitys siitä, miten ilmastojärjestelmän keskeinen osa, ilmakehä, toimii. Sisältövaroituksena tietysti täytyy sanoa, että kirjan lukemalla huomaa, miten keskeinen rooli nimenomaan hiilidioksidilla on ilmaston lämpötilan säätelyssä.
Toinen erinomainen ja nopeammin läpikäyty lähde on tämä videoitu luento:
https://www.youtube.com/watch?v=ujkcTZZlikg&t=1212s Luennossa Richard Alley, Yhdysvaltojen tiedeakatemian akateemikko kertoo hyvin yleistajuisesti, mikä lämpötilaheilahteluja ilmaston historiassa on aiheuttanut, ja kuten otsikosta - 4.6 Billion Years of Earth’s Climate History: The Role of CO
2 – voi arvata, hiilidioksidilla on tässä Alleyn mukaan valtava merkitys. Hän on sikäli mielenkiintoinen asiantuntija tässä aiheessa, että kun hän suoritti perustutkintoa, hiilidioksidin merkitystä ei paleoklimatologiassa pidetty ilmaston vaihtelun kannalta kovin suurena. Tilanne kuitenkin muuttui täysin hänen työuransa aikana siihen pisteeseen, että nyt ilmaston historian voi suurelta osin sanoa olevan hiilidioksidin historiaa, kuten videosta käy ilmi. Juuri sen takia hänen perspektiivinsä asiaan on erittäin mielenkiintoinen. Luennossa on kovasti asiaa myös jäätiköitymisistä.
Sitten vielä tuosta hypoteesista, jonka mukaan maanviljelyn aloittaminen ja yleistyminen tuotti historiassa niin suuret kasvihuonekaasupäästöt, että ne osittain kumosivat Milankovićin kylmentäväksi kääntyneiden jaksojen vaikutuksen ja estivät jäätiköitymisen kunnollisen käyntiin lähtemisen viimeisten vuosituhansien aikana.
Hypoteesi tuskin on totta. Organisoitu maanviljely alkoi arviolta noin 12 000 vuotta sitten, mutta se oli todella pientä hyvin pitkään, kuten oli ihmiskuntakin, arviolta muutama miljoona ihmistä.
Tässä ei taaskaan pitäisi mennä tuntemuspohjalta hylkäämään hypoteeseja, eikä tietysti puoltamaankaan niitä.
Tämän ns. antropogeenisen hypoteesin esitti tietääkseni ensimmäisen kerran William Ruddiman vuonna 2003 ilmestyneessä artikkelissaan
The atmospheric greenhouse era began thousands of years ago. Asiasta on ollut erimielisyyttä, ja olennainen kysymys on ollut se, ehtikö maanviljelyn aloittaneen ihmiskunnan varhaisista päästöistä niin iso osa imeytyä biosfääriin (ennen kaikkea soihin), että ilmakehään jäljelle jäänyt osa ei olisi voinut hillitä Milankovićin syklien kylmentävää vaikutusta.
Vuonna 2016 Ruddiman julkaisi artikkelin
Geographic evidence of the early anthropogenic hypothesis jossa hän katsoo siihen mennessä aiheesta käytyä keskustelua. Vuodesta 2009 lähtien selvä enemmistö julkaistuista tutkimuksista puoltaa hänen mukaansa sitä käsitystä, että ihmiskunnan varhaiset kasvihuonekaasupäästöt heikensivät kiertoratapakotteen kylmentävää efektiä. Eivätkä ne päästöt tosiaan ihan vähäiset olleet. Viestini toinen kuva on em. artikkelista, ja vaikka CO
2:n varhaisista päästöistä osa imeytyikin nopeasti biosfäärin nieluun, osa jäi ilmakehään, ja lisäksi erityisesti Aasiassa alkaneen riisinviljelyn johdosta myös metaanipäästöt kasvoivat huomattavasti.
Lisää tutkimusta asiasta tietysti tarvitaan.
Totesin edellä, että väite ”150 vuoden jakso lämpenemistä ei riitä siihen, että voitaisiin ennustaa lämpenemisen jatkuvan, johtuvan kasvihuonekaasupäästöistä tms.” on kahdellakin tapaa väärä. Ensimmäisen tavan – väitteen tai väitteiden taustalla on huomattavasti enemmän tietoa ilmaston historiasta ja siihen vaikuttavista tekijöistä – esittelin jo edellä.
Toinen väärässä olemisen tapa on ehkä jopa vielä mielenkiintoisempi. Ilmastotutkija Chris Colose on esittänyt, että ilmastojärjestelmällä ei ole mitään sen omaan rakenteeseen perustuvaa ”oikeaa” tai riittävää aikaskaalaa. Jos ilmastojärjestelmän ulkoisia pakotteita ei esiintyisi, maapallon pintalämpötila oskilloisi tylsästi käyden välillä hieman keskiarvon yläpuolella ja välillä sen alapuolella, mutta mitään nousevaa tai laskevaa trendiä ei olisi. Täyden ja yksityiskohtaisen kuvan saaminen tästä oskillaatiosta vaatisi merten termohaliinikierron "täyden kierroksen" (n. 1000 vuotta), mutta koska lämpöä tai energiaa ei synny tyhjästä, tiedämme etukäteen, että oskillaatio pyörisi yhden ja saman keskiarvon ympärillä koko tämän ajan, jos mikään ulkoinen pakote ei vaikuttaisi.
Pakotteet (ilmastojärjestelmän ulkoiset tekijät, jotka määräävät pidemmällä aikavälillä ilmakehän ylärajalla vallitsevaa säteilytasapainoa ja siten ilmastojärjestelmän energiatasetta) voivat tuottaa nousevia tai laskevia pidempiaikaisia (ja nyt puhutaan lyhyimmillään vain vuosikymmenistä tai sitä pidemmistä ajanjaksoista) trendejä. Kun näitä tarkastellaan, tarvittava aikaskaala riippuu täysin kyseisen pakotteen efektin nopeudesta. Kävin ne jo aikaisemmin karkeasti läpi tässä viestissä, ja jo sen perusteella voidaan suuri osa tekijöistä, jotka voisivat periaatteessa nyt lämmittää ilmastoa, sulkea efektiltään liian hitaina pois. Kasvihuoneilmiötä voimistavien päästöjen ja sitä kautta ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuden kasvun efekti sen sijaan on todella nopea: sen toteamiseksi riittää vain vuosikymmenten aikaskaala.
Pelkkä aikajanan pituus ei sitä paitsi ollenkaan auta ymmärtämään sitä, mikä aiheuttaa joskus historiassa tapahtuneen tai nyt menossa olevan lämpenemisen, ja mitä seurauksia nykyisellä lämpenemisellä todennäköisesti on. Laitoin viestini kolmanneksi kuvaksi lämpötilarekonstruktion tutkimuksesta Westerhold, T. et al. (2020).
An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 million years. Science. Vol 369, Issue 6509, pp. 1383-1387.
Siinä on uusin lämpötilarekonstruktio, joka menee 66 miljoonan vuoden päähän. Sitä voi istua tuijottamassa vaikka vuoden, eikä tuo kuvio silti yksin kerro mitään siitä, mikä noita kuviossa näkyviä muutoksia keskilämpötilassa on aiheuttanut, ja mikä aiheuttaa nykyisen lämpenemisen tai mitä seurauksia nyt menossa olevalla lämpenemisellä on. Vastaukset näihin kysymyksiin tulevat muun tyyppisestä tutkimuksesta, josta osassa ei tarvitse mennä ollenkaan ilmaston historiaan. Pelkästään hyvin viimeaikaisen tutkimustiedon perusteella esimerkiksi tiedämme, että ainoastaan metaani ei voi olla tuossa kuviossa esiintyvästä vaihtelusta vastuussa, koska se häviää ilmakehästä suhteellisen nopeasti kemiallisissa reaktioissa. Tämän keksimiseksi ja ymmärtämiseksi ei kenenkään tarvitse mennä miljoonia vuosia historiaa taaksepäin, vaan se on pelkästään modernia kemiaa.
Jäsen Totin ansiokas vastaus minulle olisi ansainnut pääsisältönsä (miksi lämpenemisessä on pausseja ja kaoottisen oloista tai osin jaksollista vaihtelua) osalta paljon tätä paremman vastauksen, mutta kun pitää muitakin asioita vielä tänä iltana tehdä, tässä lyhyesti ilmaston sisäisen vaihtelun roolista lämpötilakehityksessä, ja siitä, miksi CO2-pitoisuuden kasvu ei aiheuta tasaista lämpenemistä. Se, että maapallon ilmastojärjestelmässä esiintyy sisäistä, ei-pakotettua vaihtelua, on käytännössä yleisesti hyväksytty fakta. Sitä tuottavat ennen kaikkea sellaiset oskilloivat ilmasto-ilmiöt, joissa lämpöä siirtyy joko merissä tai ilmakehässä eri paikkaan tai lämpöä siirtyy merten ja ilmakehän välillä. Nämä ilmiöt voivat hetkeksi nostaa tai laskea pintalämpötilaa, minkä takia pintalämpötila ei ole paras indikaattori sille, kertyykö ilmastojärjestelmään lämpöä. Tästä seuraa myös se, että koska ilmastojärjestelmän lämpösisältö ei näiden oskillaatioiden takia kasva, ne eivät voi tuottaa pitkäaikaista lämpenemistä. Jos ne voisivat tuottaa lämpöä, samaa ilmiötä olisi luultavasti mahdollista hyödyntää ihmiskunnan energiantuotannossa, ja kaikki huolemme energian riittävyydestä olisivat ohi.
Ulkoiset pakotteet, esimerkiksi
-jostain tulee ilmakehään lisää hiilidioksidia
-tulivuori purkautuu ja samentaa ilmakehää
-Auringon säteilyteho muuttuu
-mannerta siirtyy napa-alueelle ja sinne muodostuu pysyviä jäätiköitä
-poimuttuminen synnyttää isoja ylänköjä, jonne muodostuu pysyviä jäätiköitä
sen sijaan voivat tuottaa pitkäaikaista lämpenemistä (tai yhtä hyvin kylmenemistä, jos muutos vie asioita siihen suuntaan).
Ilmastotutkijat ovat jo pitkään tehneet ilmastomalleilla (unohdin sisältövaroittaa, mutta ilmastomalleille herkimmät jäsenet voivat lopettaa lukemisen tähän) mallikokeita, joissa on tehty kaksi ajoa:
(1) kaikki toteutuneet pakotteet ovat syötteenä mukana ja malli luo oman versionsa ilmaston sisäisestä vaihtelusta
(2) vain ei-ihmisperäiset pakotteet ovat syötteenä mukana ja malli luo oman versionsa ilmaston sisäisestä vaihtelusta
Tässä viestissä on IPCC:n viimeisen tiederaportin (AR6WG1, 2021) kuvio näiden kokeiden parviennusteen tuloksesta neljäntenä kuviona. Ilman ihmisperäisiä pakotteita ilmaston keskilämpötilan muutos huojuu molemmin puolin nollaa ja muutoksen nettosumma 1850-2019 on noin nolla.
Kuten jo aikaisemmassa viestissäni totesin, tämä ei mitenkään vie uskottavuutta siltä teorialta, että suurelta osin ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousun takia voimistunut kasvihuoneilmiö lämmittää toistaiseksi hyvin lineaarisen trendin mukaisesti ilmastoa. Vuotuiset heilahdukset syntyvät ilmaston sisäisestä vaihtelusta ja luonnollisten pakotteiden muutoksista (lähinnä tulivuorten efekti albedoon). Olisi itse asiassa vallan ihmeellistä, jos nuo ilmaston sisäiset vaihtelut ja luonnolliset pakotteet jotenkin synkronisoituisivat ihmiskunnan aiheuttaman hiilidioksidipitoisuuden lisäyksen kanssa niin, että tuloksena olisi täysin tasaisesti nouseva lämpötilan kuvaaja. Se varmaan edellyttäisi jonkinlaista älyllistä suunnittelijaa.