Aurinkotuuli osasyy lämpimään talveen

Takana on keskimääräistä lämpimämpi talvi pohjoisessa Euroopassa. Sen takana on osittain aurinkotuulen aktiivisuus, joka vaikuttaa Pohjois-Atlantin suursäätilaan.


Auringonpilkkuja.
Kuva: NASA/SDO/AIA/HMI/Goddard Space Flight Center

On maaliskuun alku ja lämpötila mittarissa Oulun korkeudella iltapäivällä +4. Takana on keskimääräistä huomattavasti lämpimämpi helmikuu, tiedottaa Ilmatieteen laitos.

Oulun yliopiston avaruusfysiikan tutkija, tohtorikoulutettava Ville Maliniemi voi työhuoneen ikkunasta ulos katsomalla todeta, että hänen tutkimuskohteensa, Aurinko, on ohittanut auringonpilkkumaksiminsa ja siirtynyt niin kutsutulle laskevalle kaudelle.

 
Ville Maliniemi  

Maliniemi kuuluu tutkimusryhmään, joka on osoittanut tilastoaineiston ja päättelyn pohjalta, että Auringon toiminnalla on yhteys pohjoisen pallonpuoliskon ilmastoon. Auringon aktiivisuuden laskevalla kaudella Pohjois-Atlantille syntyy talvella nk. positiivinen NAO-ilmiö, jossa ilmavirrat käyvät pohjoiseen Eurooppaan ja Skandinaviaan jatkuvasti lounaasta ja lännestä.

Sen seurauksena talvi on Pohjoismaissa leudompi. Toisaalta Grönlannissa ja Pohjois-Amerikan koillisosissa on kylmää. NAO+ -ilmiön saavat aikaan Pohjois-Atlantille asettunut matalapaine ja etelämmäs syntynyt korkeapaine.

Normaalin säätilan vaihtelun lisäksi taustalla on myös Aurinko. Sen laskevalla kaudella eli auringonpilkkujen vähetessä Auringon koronaan syntyy aukkoja, jolloin Maahan suuntautuvat aurinkotuulet nopeutuvat eli koostuvat enemmän energiaa sisältävistä hiukkasista.

Maan magneettikenttään törmätessään aurinkotuuli kiihdyttää magnetosfäärin sisäosien hiukkasia, jotka pääsevät alemmas ilmakehään vain napa-alueilla. Ne puolestaan törmäävät ilmakehän molekyyleihin ja synnyttävät typen ja vedyn oksideja.

Auringon säteily hajottaa näitä yhdisteitä ja ilmakehä pysyy niiden suhteen tasapainossa. Talviaikaan ei aurinko napa-alueille paista ja erityisesti typpioksidien elinaika pitenee. Ne pääsevät laskeutumaan ilmakehässä alemmas stratosfääriin ja tuhoavat sen otsonia. Tämä muuttaa ilmakehän lämpötasapainoa: otsonin hävitessä stratosfääri kylmenee.

Stratosfäärin kylmeneminen puolestaan voimistaa napapyörrettä, joka kytkee ilmakehän eri kerrokset. Tätä kautta pohjoiselle pallonpuoliskolle syntyy positiivinen NAO-ilmiö.

”Toistaiseksi olemme osoittaneet tämän koskevan vain pohjoista pallonpuoliskoa ja talvea, ja jatkotutkimusta tarvitaan. Voin kuitenkin ennakoida, että myös seuraavina muutamana talvena lämpimämmän sään todennäköisyys kasvaa”, sanoo Ville Maliniemi.

Hän kuuluu Oulun yliopistossa toimivaan Suomen Akatemian ReSoLVE-huippututkimusyksikköön, joka tutkii avaruusilmastoa ja Auringon pitkäaikaisia vaikutuksia Maahan. Auringonpilkkujen laskevan kauden yhteyden NAO:oon tutkimusryhmä on osoittanut 130 vuotta taaksepäin kattavan tilastoaineiston perusteella. Se koostui lämpötilamittauksista ja auringonpilkkujen määrää koskevasta datasta.

Samansuuntaisen tuloksen ryhmä sai vuonna 2013 julkaistussa tutkimuksessa, joka perustui NOAA-satelliittien suoriin hiukkasmittauksiin vuosina 1980–2010. ”Ajatus siitä, että hiukkaset saavat aikaan muutoksia Maan ilmakehässä, on kiinnostanut 2000-luvun alusta lähtien ja tutkimus on lisääntynyt”, kertoo Maliniemi.

Tuloksen julkaisseeseen ryhmään kuuluvat lisäksi professori Kalevi Mursula ja akatemiatutkija Timo Asikainen ReSoLVE-huippuyksiköstä.

 

Edessä heikomman aktiivisuuden aika

Tulos aurinkotuulen yhteydestä NAO:oon ei sulje pois ilmastonmuutoksen vaikutusta talven lämpötilaan.

”Tuloksellamme ei toistaiseksi ole suoraa yhteyttä globaaliin lämpötilaan, vaan se osoittaa merkittävän kausittaisen vaikutuksen paikallisiin olosuhteisiin”, korostaa Maliniemi. Hän arvioi globaalin ilmastonmuutoksen suurimmaksi syyksi yleisesti esitetyn mukaisesti ihmiskunnan hiilidioksidipäästöt ilmakehään.

NAO
NAO, North Atlantic Oscillation eli Pohjois-Atlantin oskillaatio kuvaa vuotuista suursäätilaa alueella. NAO voi olla myös negatiivinen.

Avaruusilmasto
ReSoLVE-ryhmä on kehittänyt työtään kuvaamaan avaruusilmaston käsitteen. Se tarkoittaa Auringon vaikutusten tutkimista pitemmillä ajanjaksoilla kymmenistä satoihin vuosiin.

Avaruussää
Avaruussää liittyy Auringon ja Maan magneettikentän vuorovaikutusten seuraamiseen päivän ja vuoden aikajänteellä. Sitä voidaan nykyisin seurata satelliittiaineistojen avulla.

Ilmastonmuutosta seuraavan kansainvälisen IPCC-paneelin tuottamia raportteja Auringon tutkijat haluaisivat kuitenkin täydentää. Nykyisin paneeli huomioi Auringosta Maahan tulevan kokonaissäteilyn eli -energian muutokset, joiden vaihtelu on 0,1 prosenttia 11 vuoden sykleissä. Pitemmällä aikavälillä se on mahdollisesti suurempaa.

”Aurinkotuulella ja Auringon UV-säteilyllä on huomattavasti suurempi vaihtelu 11 vuoden sykleissä. Edellä kuvatun aurinkotuulen vaikutuksen lisäksi UV-säteilyn on todettu vaikuttavan muun muassa stratosfäärin otsoniin päiväntasaajalla. Toivoa voi, että nämä huomioitaisiin, jotta saataisiin tarkempi kokonaiskuva. Se mahdollistaisi ilmaston ennakoinnin pitemmällä ajanjaksolla”, sanoo Maliniemi. Hänen mukaansa meneillään on useita kansainvälisiä tutkimusprojekteja, jotka tähtäävät tähän tavoitteeseen.

Auringon pilkut eli sen magneettinen aktiivisuus vaihtelevat 11 vuoden syklissä ja laskukausi eli aktiivisuuden heikkeneminen on siis nyt alkanut. ”Kun aktiivisuus hiipuu minimiin eikä hiukkasia tule ilmakehään enää paljon, ovat talvet Pohjoismaissa todennäköisemmin kylmiä ja lunta Suomessa etelää myöten. Näin oli talvina 2009 ja 2010, kun Auringossa oli syvä minimi”, sanoo Maliniemi.

ReSoLVE on selvittänyt, että myös Auringon pitempiaikainen aktiivisuuden vaihtelu on menossa kohti heikompaa kautta. Auringon aktiivisuus oli 1900-luvulla ennen näkemättömän voimakasta useilla mittareilla mitattuna ainakin viimeisten muutaman tuhannen vuoden ajanjaksolla tarkasteltuna.

”Tämä moderni suuri maksimi on nyt ohi. Yleinen näkemys tutkijoiden piirissä on, että olemme siirtymässä heikomman aktiivisuuden aikaan. Tämä tuo mukanaan uusia puolia Auringosta. Koko modernin mittaushistorian ajan se on ollut huomattavasti aktiivisempi ja valtaosa tiedostamme perustuu tähän aikaan. Onkin hyvin mielenkiintoista nähdä, mihin suuntaan aktiivisuus lähtee ja miten se vaikuttaa kuvaamme Auringosta ja Maan lähiympäristöstä”, Ville Maliniemi pohtii.

 

Lämpötilakuvio pohjoisella pallonpuoliskolla Auringon aktiivisuuden laskevalla kaudella muistuttaa merkittävästi positiivisen NAO-ilmiön aikaansaamaa lämpötilakuviota.

 
 
 

 

Teksti: Tiina Pistokoski
Henkilökuva: Tiina Pistokoski

Viimeksi päivitetty: 31.5.2016