Ilmasto ja ilmastojärjestelmä

Ilmasto on sään tilasto

Yksittäisen paikkakunnan tai alueen ilmasto määritellään 30 vuoden säätilastojen perusteella. Aikaväli on niin pitkä, että siihen mahtuu sääoloiltaan erilaisia vuosia kohtuullisen edustavasti.

Ilmastojärjestelmä toimii auringon energialla

Perimmältään ilmasto riippuu maapallolle saapuvan auringon säteilyn määrästä, joka vaihtelee leveyspiirin ja vuodenajan mukaan. Ilmakehän koostumus on sellainen, että se päästää lävitseen auringon lähettämää säteilyä melko hyvin. Keskimäärin noin puolet maapallolle osuvasta auringon säteilyenergiasta päätyy lämmittämään maan ja merien pintaa. Pinnan ylöspäin lähettämää lämpösäteilyä ilmakehä läpäisee paljon huonommin.

Ilmakehän kykyä pidättää lämpösäteilyä karkaamasta avaruuteen kutsutaan kasvihuoneilmiöksi. Kasvihuoneilmiön ansiosta maapallon lämpötila on elämän esiintymiselle suotuisa, kun taas ilman sitä pallomme värjöttelisi pakkasen kourissa.

Maapallolle imeytynyt auringon energia antaa voiman eri aineiden, kuten ilman, veden ja hiilen virtauksille ja kiertokululle ilmastojärjestelmässä. Ilmakehän ja merien virtaukset siirtävät puolestaan lämpöä maapallon eri alueilta toisille. Näitä virtauksia säätelevät mantereitten ja merien sijainti sekä vuoristot.

Ilmasto on muuttuvainen

Maapallo on ollut olemassa noin 4,5 miljardin vuoden ajan, ja tänä aikana ilmasto on muuttunut moneen kertaan. Enimmäkseen ilmasto on ollut varsin lämmin, mutta lämpökausien väliin on sattunut useita hyisen kylmiä jääkausijaksoja. Yksi ilmastonmuutosten aiheuttaja eli pakotetekijä on ollut ilmakehän koostumuksen vaihtelu: kasvihuoneilmiö on ollut väliin voimakkaampi, toisinaan heikompi. Viimeksi kuluneen vuosimiljoonan aikana esiintyneet jääkausivaihtelut taas selittyvät maapallon kiertoradan pienillä muutoksilla. Myös mantereitten sijainti on vaihdellut, mikä on vaikuttanut merivirtojen kykyyn siirtää lämpöä päiväntasaajan tienoilta kohti napa-alueita. Vuoristojakin on aikojen kuluessa ehtinyt syntyä ja rapautua kerta toisensa jälkeen.

Viime vuosisatojen ja -kymmenten aikana näyttämölle on astunut uusi ilmastonmuutosten aiheuttaja, ihmiskunta. Yhtäältä ihmiset ovat päästäneet ilmakehään lisää hiilidioksidia ja muita kasvihuonekaasuja. Näitten vaikutuksesta maapallon ilmasto on alkanut lämmetä. Toisaalta ihmiset tuottavat myös ilmassa leijuvia pienhiukkasia. Nämä hiukkaset samentavat ilmakehää ja myös lisäävät pilvien kykyä heijastaa auringon säteilyenergiaa pois maapallolta. Näin pienhiukkaset ovat osittain kumonneet kasvihuonekaasujen aiheuttaman lämpenemisen.

Säähavainnot ja ilmastomallinnus ovat ilmastotietomme kulmakiviä

Mittareilla tehtyjen säähavaintojen perusteella voidaan arvioida ilmaston muuttumista koko maapallon mitassa noin puolitoista vuosisataa nykyhetkestä taaksepäin. Sitä varhaisempien aikojen ilmastosta saadaan tietoa erilaisista epäsuorista tietolähteistä. Ilmaston muuttumisen jäljet voidaan lukea esimerkiksi jäätiköistä, merien pohjakerrostumista ja puitten vuosirenkaista.

Tulevista ilmastonmuutoksista voimme saada tietoa ilmastomallien avulla. Tällaisten fysiikan lakeihin perustuvien mallien perusteella voidaan mm. päätellä, miten kasvihuonekaasujen määrän lisääntyminen muuttaa ilmastoa.