Ilmastonmuutos ja ilmanlaatu

Vuonna 2009 Yhdistyneen kuningaskunnan ja Saksan yhteinen tutkimusryhmä teki Norjan rannikkovesillä tutkimuksen kaikuluotaimella, jollaista yleensä käytetään kalaparvien etsimiseen. Ryhmä ei ollut etsimässä kalaa, vaan havainnoimassa "sulavasta" merenpohjasta vapautuvaa metaania, joka on yksi voimakkaimmista kasvihuonekaasuista. Ryhmän tutkimustulokset olivat vain yksi monista varoitusmerkeistä, joita oli pitkällä aikavälillä saatu ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista.

Napojen lähialueilla osa maamassasta tai merenpohjasta on pysyvästi jäässä. Joidenkin arvioiden mukaan tämä ikiroudaksi kutsuttu kerros sisältää kaksi kertaa niin paljon hiiltä kuin ilmakehä nykyään. Lämpimämmissä olosuhteissa hiiltä voi vapautua lahoavasta biomassasta joko hiilidioksidina tai metaanina.

"Metaani on yli 20 kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu", varoittaa professori Peter Wadhams Cambridgen yliopistosta. "Vaarana onkin nyt maapallon ilmaston lämpeneminen entisestään ja jopa arktisen alueen nopeampi sulaminen".

Metaanipäästöt ovat lähtöisin ihmisen toiminnasta (pääasiassa maataloudesta, energiasta ja jätehuollosta) ja luonnollisista lähteistä. Ilmakehään päässeen metaanin elinkaari on noin 12 vuotta. Vaikka sitä pidetään suhteellisen lyhytikäisenä kaasuna, sen elinkaari riittää silti sen kulkeutumiseen muille alueille. Sen lisäksi että metaani on kasvihuonekaasu, se myös edistää alailmakehän otsonin muodostumista. Sekin on merkittävä ihmisten terveyttä ja ympäristöä haittaava saaste Euroopassa.

Hiukkasten vaikutus voi olla joko lämmittävä tai viilentävä

Hiilidioksidi voi olla suurin ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen vauhdittaja, mutta ei suinkaan ainoa. Monet muut kaasumaiset tai hiukkasmaiset yhdisteet, joita kutsutaan ilmastonmuutosta aiheuttaviksi yhdisteiksi, vaikuttavat maahan varastoituvan ja sen takaisin avaruuteen heijastaman aurinkoenergian (myös lämmön) määrään. Näihin ilmastonmuutosta aiheuttaviin yhdisteisiin kuuluvat tärkeimmät ilmansaasteet, kuten otsoni, metaani, hiukkaset ja dityppioksidi.

Hiukkaset ovat monimutkainen saaste. Koostumuksestaan riippuen niillä voi olla paikallista ja maailmanlaajuista ilmastoa viilentävä tai lämmittävä vaikutus. Esimerkiksi musta hiili, joka on yksi pienhiukkasten aineosista ja jota syntyy polttoaineiden epätäydellisestä palamisesta, imee auringon säteilyä ja infrapunasäteilyä ilmakehään, ja sillä on näin ollen lämmittävä vaikutus.

Muilla rikkiä tai typpiyhdisteitä sisältävillä pienhiukkastyypeillä on päinvastainen vaikutus. Ne toimivat yleensä pieninä peileinä, jotka heijastavat auringon energiaa ja siis viilentävät ilmastoa. Lyhyesti sanottuna vaikutus riippuu hiukkasen väristä. Valkoiset hiukkaset yleensä heijastavat auringonvaloa, kun taas mustat ja ruskeat hiukkaset imevät sitä.

Sama ilmiö tapahtuu maan pinnalla. Osa hiukkasista laskeutuu sateen ja lumen mukana tai yksinkertaisesti putoaa maan pinnalle. Musta hiili voi kuitenkin kulkeutua varsin kauas lähtöpaikastaan ja laskeutua lumi- ja jääpeitteelle. Viime vuosina mustan hiilen laskeumat arktisilla alueilla ovat yhä enenevässä määrin tummentaneet valkoisia pintoja ja vähentäneet niiden heijastavuutta, jolloin maapallo varastoi enemmän lämpöä. Lisälämmön takia valkoisten pintojen koko pienenee aina vain nopeammin arktisilla alueilla.

Yllättävää kyllä, monia ilmastonmuutosprosesseja eivät ohjaa ilmakehän pääaineosat, vaan jotkin hyvin pieninä määrinä esiintyvät kaasut. Kaikkein yleisin näistä nk. hivenkaasuista on hiilidioksidi, jonka pitoisuus ilmassa on vain 0,0391 prosenttia. Mitkä tahansa muutokset näissä hyvin pienissä määrissä pystyvät vaikuttamaan ilmastoon ja muuttamaan sitä.

Enemmän vai vähemmän sadetta?

Ilmassa leijuvien tai maahan laskeutuneiden hiukkasten väri ei ole ainoa ominaisuus, jolla voi olla vaikutusta ilmastoon. Osa ilmasta koostuu vesihöyrystä – pienistä ilmassa leijuvista vesimolekyyleistä. Tiiviimmässä muodossa niistä tulee meille tuttuja pilviä. Hiukkasilla on merkittävä osuus pilvien muodostumiseen ja niiden elinkaareen sekä esimerkiksi siihen, kuinka paljon auringonsäteilyä ne voivat heijastaa, millaista sadetta ne tuottavat ja missä. Pilvet ovat selvästi välttämättömiä ilmaston kannalta; hiukkaspitoisuudet ja ‑koostumus saattavat käytännössä muuttaa sateiden tavanomaista aikaa ja paikkaa.

Sademäärissä ja -malleissa tapahtuvilla muutoksilla on todellisia taloudellisia ja yhteiskunnallisia seurauksia, koska ne vaikuttavat maailmanlaajuiseen elintarviketuotantoon ja siten myös elintarvikkeiden hintoihin.

Euroopan ympäristökeskuksen raportti Climate change, impacts and vulnerability in Europe 2012 (Ilmastonmuutoksen vaikutukset ja altistuminen niille Euroopassa 2012) osoittaa, että kaikki Euroopan alueet kärsivät ilmastonmuutoksesta, joka vaikuttaa lukuisin eri tavoin yhteiskuntaan, ekosysteemeihin ja ihmisten terveyteen. Kertomuksen mukaan koko Euroopassa on havaittu korkeampia keskilämpötiloja, minkä lisäksi sateet ovat vähentyneet eteläisessä Euroopassa ja lisääntyneet Pohjois-Euroopassa. Lisäksi jääpeite ja jäätiköt sulavat ja merenpinta kohoaa. Kaikkien näiden kehityslinjojen odotetaan jatkuvan.

(c) Dovile Zubyte, ImaginAIR/EEA

Ilmastonmuutoksen ja ilmanlaadun välinen yhteys

Vaikka ei täysin tiedetä, miten ilmastonmuutos saattaa vaikuttaa ilmanlaatuun ja päinvastoin, viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että niiden keskinäinen suhde voi olla vahvempi kuin aikaisemmin on arvioitu. Vuonna 2007 tekemässään arviossa hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli – ilmastonmuutoksen arviointia varten perustettu kansainvälinen elin – ennustaa kaupunkien ilmanlaadun heikkenevän tulevaisuudessa ilmastonmuutoksen vaikutuksesta.

Ilmastonmuutoksen odotetaan vaikuttavan paikalliseen säähän monilla alueilla ympäri maailmaa, myös helleaaltojen ja seisovan ilman jaksojen yleisyyteen. Auringonvalon lisääntyminen ja korkeammat lämpötilat saattavat paitsi pidentää ajanjaksoja, jolloin otsonipitoisuus on korkealla, myös nostaa otsonin huippupitoisuuksia entisestään. Nämä eivät todellakaan ole hyviä uutisia Etelä-Euroopalle, jossa on jo nyt hankaluuksissa niiden episodien aikana, jolloin otsonia on alailmakehässä liikaa.

Ilmastonmuutoksen hillitsemistä koskevissa kansainvälisissä neuvotteluissa on sovittu maapallon keskilämpötilan nousun rajoittamisesta kahteen celsiusasteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. On vielä epävarmaa, onnistutaanko kasvihuonekaasupäästöjä hillitsemään riittävästi kahden celsiusasteen tavoitteen saavuttamiseksi. Yhdistyneiden Kansakuntien ympäristöohjelmassa määriteltiin useiden eri päästöennusteiden perusteella nykyisten päästövähennyslupausten ja kyseisen tavoitteen saavuttamiseksi tarvittavien vähennysten välinen ero. On selvää, että päästöjen vähentäminen entisestään edellyttää lisätoimia, jotta parannetaan mahdollisuuksia rajata lämpötilan nousu kahteen asteeseen.

Joidenkin alueiden, esimerkiksi arktisen alueen, ennustetaan lämpenevän paljon enemmän. Korkeampien lämpötilojen sekä maan että merien yläpuolella odotetaan vaikuttavan ilmakehän kosteuspitoisuuksiin, mikä voi puolestaan vaikuttaa sademalleihin. Vielä ei ole täysin selvää, missä määrin ilmakehän korkeammat tai matalammat vesihöyrypitoisuudet saattavat vaikuttaa sademalleihin tai ilmastoon maailmanlaajuisesti ja paikallisesti.

Ilmastonmuutosvaikutusten laajuus riippuu kuitenkin osaksi siitä, miten eri alueet sopeutuvat ilmastonmuutokseen. Kaikkialla Euroopassa on jo käynnissä sopeutumistoimia, jotka ulottuvat paremmasta kaupunkisuunnittelusta infrastruktuurin – kuten rakennuskannan ja liikenteen – mukauttamiseen, mutta tulevaisuudessa tällaisia toimia tarvitaan lisää. Ilmastonmuutokseen sopeutumiseen on käytössä laaja toimenpidevalikoima. Esimerkiksi puiden istuttaminen ja viheralueiden (puistot) laajentaminen kaupunkialueilla lievittävät helleaaltojen vaikutuksia samalla kun ne parantavat ilmanlaatua.

(c) Bojan Bonifacic, ImaginAIR/EEA

Kaikkia osapuolia hyödyttävät järjestelyt mahdollisia

Monet ilmastonmuutosta aiheuttavat yhdisteet ovat yleisiä ilmansaasteita. Mustan hiilen, otsonin tai otsonia muodostavien yhdisteiden päästöjen vähentäminen on hyödyksi sekä ihmisten terveydelle että ilmastolle. Kasvihuonekaasut ja ilmansaasteet ovat peräisin samoista päästölähteistä. Siten hyötyä voidaan saada jo rajoittamalla pelkästään toisen päästöjä.

Euroopan unionin tavoitteena on lisätä talouden kilpailukykyä vähentämällä riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja lisäämällä ympäristöystävällisyyttä vuoteen 2050 mennessä. Käytännössä Euroopan komissio aikoo vähentää EU:n omia kasvihuonekaasupäästöjä 80–95 prosenttia vuodesta 1990 vuoteen 2050 mennessä.

Siirtyminen vähähiiliseen talouteen ja kasvihuonekaasupäästöjen merkittävä vähentäminen ei ole mahdollista ilman energiankulutuksen uudistamista Euroopan unionin alueella. Näillä toimintapoliittisilla tavoitteilla pyritään vähentämään energian kokonaiskysyntää, tehostamaan energiankäyttöä, lisäämään uusiutuvaa energiaa (esim. aurinko-, tuuli- ja vesivoima sekä maalämpö) ja vähentämään fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Ne myös ennakoivat uusien tekniikoiden laajempaa hyödyntämistä, kuten hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia, jossa teollisuuslaitoksen hiilidioksidipäästöt otetaan talteen ja varastoidaan maaperään, useimmiten geologisiin muodostumiin, joista ne eivät voi päästä ilmakehään.

Jotkut näistä teknologioista, varsinkaan hiilidioksidin talteenotto ja varastointi, eivät välttämättä aina ole paras ratkaisu pitkällä aikavälillä. Estämällä suurten hiilidioksidimäärien pääsyn ilmakehään lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä ne voivat kuitenkin auttaa lievittämään ilmastonmuutosta siihen saakka, kunnes pitkäaikaiset rakenteelliset muutokset alkavat vaikuttaa.

Monet tutkimukset vahvistavat, että tehokas ilmastopolitiikka ja ilmanlaatupolitiikka voivat hyödyttää toisiaan. Ilmansaasteiden vähentämistoimet voivat auttaa pitämään maapallon keskilämpötilan nousun alle kahdessa asteessa. Samoin ilmastotoimet mustan hiilen ja metaanin päästöjen vähentämiseksi voivat pienentää terveydelle ja ympäristölle aiheutuvaa vaaraa.

Kaikista ilmaston ja ilmanlaadun poliittisista linjauksista ei kuitenkaan välttämättä saada osapuolia vastavuoroisesti hyödyttäviä. Käytetyillä tekniikoilla on suuri merkitys. Esimerkiksi jotkut hiilidioksidin talteenotto- ja varastointitekniikat saattavat auttaa parantamaan Euroopan ilmanlaatua, toiset taas eivät. Samoin fossiilisten polttoaineiden korvaaminen biopolttoaineilla saattaa vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja auttaa saavuttamaan ilmastotavoitteita. Samanaikaisesti ne voivat kuitenkin lisätä hiukkasten ja muiden syöpää aiheuttavien ilmansaasteiden päästöjä ja siten huonontaa ilmanlaatua Euroopassa.

Haasteena Euroopassa on varmistaa, että seuraavan vuosikymmenen ilmanlaatupolitiikka ja ilmastopolitiikka edistävät kaikkia osapuolia hyödyttäviä malleja ja teknologioita, joita vastavuoroisuus lujittaa.

(c) Ivan Beshev, ImaginAIR/EEA

Lisätietoja

• Euroopan ympäristökeskuksen ydinindikaattorit: CSI 013 on Atmospheric greenhouse gas concentrations (CSI 013 – Ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet)
• Euroopan ympäristökeskuksen raportti nro 12/2012 – Climate change, impacts and vulnerability in Europe 2012 (ilmastonmuutoksen vaikutukset ja altistuminen niille Euroopassa 2012)
• CLIMATE-ADAPT: Internetportaali, joka sisältää ilmastonmuutokseen sopeutumista koskevaa tietoa
• EU:n ilmasto- ja energiapaketti
• YK:n ympäristöohjelma UNEP – Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone (Mustan hiilen ja troposfäärin otsonin yhdennetty arviointi)