Ratkaisut

Siedettävä ilmastonmuutoksen taso

Kuva 1. IPCC:n arvio lämpötilannousun vaikutuksista.Ilmastonsuojelun tavoitteena on rajoittaa ilmastonmuutos ekologisesti ja sosiaalisesti siedettävälle tasolle. Tavoite näkyy selvästi YK:n ilmastosopimuksessa, jonka mukaan ekologisissa rajoissa pysyminen on sopimuksen perimmäinen tavoite. Kasvihuonekaasujen pitoisuudet ilmakehässä olisi vakiinnutettava “tasolle, joka estäisi vaarallisen ihmisen aiheuttaman puuttumisen ilmastojärjestelmään”. Tämä tavoite tulee saavuttaa niin, että ekosysteemit ennättävät sopeutua ilmastonmuutokseen, ruoantuotanto ei vaarannu ja taloudellinen kehitys etenee kestävällä tavalla.

Vuonna 1990 YK:n alainen kasvihuonekaasuja käsittelevä neuvoa-antava ryhmä (Advisory Group on Greenhouse Gases, AGGG) esitteli joukon määrällisiä indikaattoreita, joiden avulla voidaan arvioida ilmastonmuutoksen riskiä ja laatia suunnitelmia hyväksyttävästä päästötasosta. Indikaattorien tavoitteena oli mahdollistaa ihmisyhteisöjen ja ympäristön suojeleminen asettamalla rajoja lämpötilan ja merenpinnan nousulle ekosysteemien käyttäytymistä koskevan tiedon pohjalta. Ryhmä esitteli kaksi tavoitetasoa. Pienemmän riskin tavoitteet tähtäävät enintään yhden asteen lämpenemiseen. (AGGG 1990)

Pienemmän riskin tavoitteet ovat:

a) Pitkän aikavälin lisäys maailmanlaajuisessa lämpötilassa on korkeintaan yksi aste esiteolliseen keskitasoon verrattuna. Tätä suuremmat nousut lämpötilassa “voivat aiheuttaa nopeita, ennustamattomia ja epälineaarisia seurauksia, jotka voivat johtaa mittavaan tuhoon ekosysteemeissä”.
b) Lämpötilan muutos pitää rajoittaa alle 0,1°C:een vuosikymmentä kohti ekosysteemeille aiheutuvan tuhon rajoittamiseksi.
c) Merenpinnan nousun on jäätävä alle 20 millimetriin vuosikymmenessä. Rajoituksen ansiosta suurin osa herkistä ekosysteemeistä, kuten kosteikot ja koralliriutat, voisivat sopeutua muutokseen.

Suuremman riskin tavoitteessa vaikutukset näkyisivät voimakkaasti:

a) Lämpötilan nousu olisi kaksi astetta esiteolliseen aikaan verrattuna
b) Meren pinta kohoaisi korkeintaan puoli metriä vuoden 1990 keskitasoon verrattuna.
c) Tällä tasolla arvioitaisiin olevan merkittäviä vaikutuksia useilla alueilla sekä huomattava ilmaston epävakaisuuden ja voimakkaiden palautekytkentöjen riski. Ruoantuotanto saattaisi ajautua monilla alueilla kriisiin, ja ekosysteemit ja yhteiskunnat häiriintyisivät. (AGGG 1990)

Tavoitteita arvioitaessa on hyvä muistaa muutamia tärkeitä tekijöitä. Ensinnäkin tavoitteet ovat pitkäaikaisia; esimerkiksi merenpinnan kerran noustua tietylle tasolle muutos voi olla peruuttamaton.

Toiseksi tavoitteet koskevat keskimääräisiä muutoksia maailmanlaajuisella tasolla. Alhainenkin globaali muutos saattaa aiheuttaa huomattavia seurauksia alueellisella ja paikallisella tasolla. Esimerkiksi vuoriston ekosysteemit, pohjoiset metsät ja koko arktinen alue kokevat todennäköisesti keskimääräistä tasoa selvästi suurempia muutoksia. Vastaavasti vaikkapa 20 senttimetrin nousu merenpinnan tasossa ei välttämättä ole ongelma Suomessa, mutta alavilla rannikkoseuduilla ja pienissä saarivaltioissa sen vaikutukset saattavat olla huomattavia.

Kolmas ja ehkä tärkein tekijä on niin sanottu varovaisuusperiaate. Se, että ilmastonmuutoksen vaikutuksia ei voida vielä nykytietämyksen perusteella ennustaa pitävästi ei tarkoita, ettei syytä huoleen olisi. Vaikka vaikutukset saattavat olla arvioitua pienempiä, ne voivat olla myös suurempia. Pahimmassa tapauksessa ilmastonmuutos voi positiivisten palautekytkentöjen takia alkaa edetä kiihtyvää vauhtia katastrofaalisin seurauksin. Siksi on perusteltua ennemmin katsoa kuin katua.

AGGG:n pienemmän riskin tavoitteet ovat saaneet tukea ilmastopaneeli IPCC:ltä. Ihmiskunta on kuitenkin jo vapauttanut ilmakehään niin paljon kasvihuonekaasuja, että yhden asteen tavoitteeseen pääseminen on hyvin epätodennäköistä. Nykyään mm. Euroopan unionin tavoitteena onkin rajoittaa lämpeneminen kahteen asteeseen.

Kaasujen pitoisuudet ja ilmastoherkkyys

Kuva 2. Ilmastoherkkyyden vaikutus lämpenemiseen ja merenpinnan nousuun, kun kasvihuonekaasujen pitoisuudet vakiinnutetaan tietylle tasolle.Arviot siitä, kuinka paljon kasvihuonekaasupitoisuudet lämmittävät ilmakehää, riippuvat oletetusta ilmastoherkkyydestä. Ilmastoherkkyydellä tarkoitetaan sitä lämpötilan muutosta, joka seuraa hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistumisesta suhteessa esiteolliseen aikaan. IPCC:n mukaan herkkyys on välillä 2,0–4,5°C. Todennäköisin ilmastoherkkyysarvio on nyt 3 °C, puoli astetta enemmän kuin vuonna 2001. Arvion ylittymistä pidetään myös todennäköisempänä kuin sen alittumista. Pilvisyyden vaikutukset ovat ilmastoherkkyysarvioiden vaikein epävarmuustekijä. (IPCC 2007)

IPCC:n vuotta 2007 edeltäneissä skenaarioissa on siis käytetty 2,5°C:n ilmastoherkkyys-arviota. Näitä skenaarioita arvosteltiin liian alhaisesta ilmastoherkkyydestä, eli päästöjen pelättiin todellisuudessa lämmittävän ilmastoa enemmän kuin IPCC arvioi. Korkeampaa herkkyyttä näyttivät tukevan mm. 2000-luvulla jo havaitut ilmaston muutokset. Esim. Hare ja Meinshausen julkaisivat vuonna 2004 ilmastomalleja, joissa ilmastoherkkyys asetettiin välille 2,1–3,6°C. Vuoden 2007 arviointiraportissaan IPCC on siis korottanut todennäköisimmän ilmastoherkkyysarvionsa kolmeen asteeseen.

Korkein ilmastoherkkyys, joka ilmastomallien perusteella on mahdollinen, on 11,5 astetta. On äärimmäisen epätodennäköistä, että ilmastoherkkyys olisi näin suuri. Ääripää osoittaa kuitenkin, ettei kasvihuonekaasujen pitoisuuksille ole turvallista rajaa. Jos ilmastoherkkyys on oletettua korkeampi, pienetkin lisäykset voivat aiheuttaa erittäin nopeaa lämpenemistä. (Stanforth et al 2005)

Jos pystytään arvioimaan ilmastoherkkyys ja asettamaan tavoiteraja lämpenemiselle, voidaan laskea taso, jolle ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet pitää vakiinnuttaa, jotta tavoitteisiin päästään. Kasvihuonekaasupitoisuudet ilmoitetaan hiilidioksidiekvivalentteina eli hiilidioksidipitoisuutena, joka aiheuttaisi vastaavan lämpenemisen ilman muita kasvihuonekaasuja. Esimerkiksi nykyään hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä on noin 380 miljoonasosaa (ppm), mutta kaikkien kasvihuonekaasujen lämmitysvaikutus vastaa 420 ppm:n hiilidioksidipitoisuutta.

Koska ilmastoherkkyyttä ei pystytä arvioimaan tarkasti, tavoiteltavaa kasvihuonekaasujen pitoisuutta ei voida yksiselitteisesti laskea. Ilmastoherkkyydestä tehtyjen tutkimusten perusteella voidaan kuitenkin määrittää tilastollisesti erilaisten ilmastoherkkyyksien todennäköisyys. Näin voidaan taas tehdä melko luotettavia arvioita siitä, millä todennäköisyydellä kasvihuonekaasujen vakiintuminen tietylle tasolle ylittää tavoiterajan.

Yhden asteen tavoitteeseen pääseminen on hyvin epätodennäköistä, joten tärkeämpää on arvioida, kuinka suurella todennäköisyydellä kahden asteen suuremman riskin tavoite ylittyy. Pitoisuuden vakiinnuttaminen tasolle, joka vastaa 550 ppm:n hiilidioksidipitoisuutta, lämmittäisi ilmastoa 68–99 % varmuudella yli kahdella asteella. Myös pitoisuuden vakiinnuttaminen 450 ppm:n tasolle ylittäisi kahden asteen rajan 26–78 % todennäköisyydellä. (Meinshausen 2005) (Hare ja Meinshausen 2004)

Ainoastaan vakiinnuttamalla kasvihuonekaasujen pitoisuudet 400 ppm:n tasolle eli nykyistä alemmaksi voidaan kahden asteen ylittämistä pitää epätodennäköisenä, sillä todennäköisyys on 2–57 %. Pitoisuuksien vakiinnuttaminen 350 ppm:n tasolle johtaisi kahden asteen rajan ylittymiseen 0–31 % todennäköisyydellä. (Meinshausen 2005) (Hare ja Meinshausen 2004)

Taulukko 1. Todennäköisyys, että ilmasto lämpenee yli kaksi astetta
Kasvihuonekaasujen pitoisuus
Todennäköisyys ylittää
Todennäköisyyksien keskiarvo
350 ppm
0 – 31 %
8 %
400 ppm
2 – 57 %
27 %
450 ppm
26 – 78 %
47 %
550 ppm
68 – 99 %
85 %
Lähde: Hare ja Meinshausen 2004.
   


Päästöjen vähentämisen aikataulu

Kuva 3. Päästöjen pitoisuudet vuoteen 2400 saakka eri skenaarioissa. Skenaariot, joissa päästöjä ei aktiivisesti vähennetä, on merkitty katkoviivoilla.IPCC:n SRES-päästöskenaarioiden perusteella voidaan laskea aikataulut päästövähennyksille, jotka tarvitaan pitoisuuksien vakiinnuttamiseksi eri tasoille. Koska yli 450 ppm:n kasvihuonekaasujen pitoisuudet vaarantavat kahden asteen tavoitteen, on perusteltua keskittyä 350–450 ppm:n tavoitteisiin.

Tarvittavat päästöurat näkyvät yllä kuvassa 2. Skenaariot ovat ns. ylilyöntiskenaarioita eli päästöt käyvät niissä ensin tavoitetasoa korkeammalla.

Päästövähennysten viivyttäminen vaikeuttaa niiden toteuttamista. Kuvasta 3 näkyy, kuinka kymmenen vuoden viivyttely kaksinkertaistaa vaaditun vähennystahdin vuoden 2025 jälkeen.

450 ppm:n tavoite edellyttää maailman kokonaispäästöjen vähentämistä kolmanneksella vuoden 1990 tasosta vuoteen 2050 mennessä ja noin 60 % vuoteen 2100 mennessä. (Hare ja Meinshausen 2004)

Kuva 4. Päästöjen vähentämisen aikataulu vuoteen 2060 saakka, kun tavoitteena on 400, 450 tai 550 ppm. 400 ppm:n tavoitteeseen on lisätty vaihtoehdot, joissa päästöjen vähentämistä viivytetään viidellä tai kymmenellä vuodella.Päästöjen vakiinnuttaminen 400 ppm:ään edellyttää kasvihuonekaasujen päästöjen vähentämistä vuoteen 2050 mennessä puoleen vuoden 1990 tasosta ja alle kolmannekseen vuoteen 2100 mennessä. Fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidipäästöt on skenaarioissa saatava lähes nollaan. (Hare ja Meinshausen 2004). Teollisuusmaissa tämä edellyttää jopa 80 % päästövähennyksiä vuoteen 2050 mennessä.

IPPC:n skenaarioissa päästään 350 ppm:ään, jos vuosisadan loppua kohden kehitetään tehokkaita tekniikoita kasvihuonekaasujen sitomiseksi ja siten poistamiseksi ilmakehästä. Tällöin päästöjä voitaisiin aluksi vähentää hitaammin, sillä lopulta päästäisiin negatiivisiin päästöihin eli ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuden laskuun. Jos tekniikka ei kehity tarpeeksi, kasvihuonekaasujen pitoisuus ja lämpötila nousevat huomattavasti. (Hare ja Meinshausen 2004)

IPCC:n neljännessä arviointiraportissa vuodelta 2007 arvioidaan, että jos kasvihuonekaasupitoisuudet rajoitetaan tasolle 445–590 ppm hiilidioksidiekvivalenttia, niin maapallon keskilämpötilan nousu rajoittuu ajan mittaan 2,0–3,2 asteen tasolle esiteolliseen aikaan verrattuna. Päästöjen tulee tällöin kääntyä laskuun aikavälillä 2015–2030 ja olla vuonna 2050 -85…+5 vuoden 2000 tasosta. (IPCC 2007)