Satelliittihavainnot paljastavat: lumen määrä pohjoisella pallonpuoliskolla vähenee

Ilmatieteen laitoksen tutkija Kerttu Koukin väitöstutkimuksen tulokset osoittavat, että lumen sulamiskausi keväällä on aikaistunut, ja lumipeitteen laajuus ja kokonaismassa ovat pienentyneet. Muutoksissa on kuitenkin suurta alueellista vaihtelua: sulamiskausi on aikaistunut ja lumipeitteen laajuus on pienentynyt enemmän Euraasian mantereella kuin Pohjois-Amerikassa.

Lumen massassa muutos on puolestaan päinvastainen. Massa on pienentynyt enemmän Pohjois-Amerikassa, kun taas esimerkiksi Siperiassa on alueita, joilla lumen massa on viime vuosikymmeninä kasvanut. Tulokset myös osoittavat, että negatiiviset muutokset ovat voimakkaimmillaan myöhään keväällä.

Väitöstutkimuksessa lumipeitteen muutoksia selvitettiin vuodesta 1982 alkaen. Tutkimusjaksojen mitta vaihteli menetelmästä riippuen. Lumen sulamiskauden muutoksia tutkittiin jaksolla 1982–2015, lumen peittoalan ja massan muutoksia sekä uusanalyyseja 1982–2018 ja ilmastomalleja 1982–2014.

Ilmastomallit eivät kuvaa lumipeitettä täsmällisesti

Tutkimus osoitti, että ilmastomalleilla on edelleen vaikeuksia kuvata lumipeitettä tarkasti: mallien välillä on suurta vaihtelua, mutta yleisesti ne yliarvioivat lumen määrää. Tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että mallit pystyvät simuloimaan lumipeitteen muutoksia lämpenevässä ilmastossa oikein, vaikka lumen määrä itsessään olisikin epätarkasti kuvattu.

Myöskään uusanalyysit eivät kykene täysin tarkasti kuvaamaan lumipeitettä ja pitkän aikavälin muutoksia. Toisaalta tutkimus kuitenkin osoitti, että uusanalyysien tarkkuus paranee tutkimusajanjakson loppupuolella. Lisäksi uusanalyysit kykenevät kuvaamaan lumipeitteen vuosittaista vaihtelua varsin tarkasti, vaikka pitkän aikavälin muutoksissa onkin epätarkkuuksia.

Harvan mittausverkoston takia vain satelliittien ja uusanalyysien avulla pystytään tarkastelemaan lumipeitteen menneitä muutoksia suuressa mittakaavassa. Uusanalyysit yhdistävät valtavan määrän havaintoja numeeristen mallien avulla yhtenäisiksi aikasarjoiksi, jotka kattavat useita vuosikymmeniä ja usein koko maapallon. Tämän vuoksi uusanalyyseja käytetäänkin laajasti ilmastotutkimuksessa. Ilmastomallit puolestaan ovat tärkeitä työkaluja, kun halutaan selvittää, miten ilmasto mahdollisesti tulee muuttumaan tulevaisuudessa.

Pohjoisen lumipeite vaikuttaa koko maapallon ilmastoon

Pohjoisen pallonpuoliskon lumipeite on merkittävä osa maapallon ilmastojärjestelmää. Lumipeite heijastaa suuren osan saapuvasta auringonsäteilystä, joten muutokset lumipeitteessä vaikuttavat maapallon energiatasapainoon ja siten myös ilmastoon. Kausilumipeite on myös tärkeä osa veden kiertokulkua korkeilla leveysasteilla ja vuoristoisilla alueilla. Lisäksi se vaikuttaa esimerkiksi tieliikenteeseen, matkailuun ja maatalouteen.

Näiden syiden vuoksi onkin tärkeää ymmärtää, miten lumipeite on muuttunut ja miten se tulevaisuudessa muuttuu. Koska lumipeite vaikuttaa koko maapallon ilmastoon, on tärkeää, että lumipeite olisi mahdollisimman tarkasti kuvattu sekä uusanalyyseissa että ilmastomalleissa.

Väitöskirjatyön perusteella on kuitenkin ilmeistä, että sekä ilmastomalleja että uusanalyysejä on vielä kehitettävä, jotta lumipeite pystytään kuvaamaan niissä tarkasti.

Väitöskirja tarkastetaan 27.10.2023 Helsingin yliopistossa

Kerttu Koukin väitöskirja "Decadal changes in seasonal snow cover of the Northern Hemisphere" (Kausilumipeitteen muutokset pohjoisella pallonpuoliskolla) tarkastetaan perjantaina 27.10.2023 kello 13 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa.

Väitöstilaisuus järjestetään Kumpulan kampuksen Physicum-rakennuksessa (Gustaf Hällströmin katu 2, Helsinki), salissa E204.

Vastaväittäjänä on professori Stefan Wunderle Bernin yliopistosta, ja kustoksena on Jouni Räisänen Helsingin yliopistosta.

Väitöstä voi seurata suorana lähetyksenä Helsingin yliopiston verkkosivustolla.