Jäänmurtaja-retkikunta tutkimassa ilmakehän voimistuvia vesihöyryjokia – Pohjoisen jäämeren sulamisen aikaistuminen keväisin voi vaikuttaa sään ääri-ilmiöihin

Tutkijat ovat tienneet, että ilmakehän vesihöyryjokien kuljettama lämpö voi sulattaa merijäätä, mutta ”taivaan jokien” vaikutusten mittasuhteista arktisella alueella ei ole ollut tarkkaa tietoa, sillä luonnonvaraiseen jäähän on haastavaa asentaa välineitä pitkäaikaista havainnointia varten. Myös liikkuminen Jäämerellä on vaikeimmillaan ennen kuin jää sulaa keväisin.

Ilmakehäjoet ovat kapeita ja voimakkaita vesihöyryvirtauksia, jotka myrskyineen ovat aiheuttaneet rankkasateita ja tulvia eri puolilla maailmaa. Ne voivat olla esimerkiksi tuhat kilomeriä pitkiä ja sata kilometriä leveitä. Arktiselle alueelle etelästä tulevien ilmakehäjokien määrä ja voimakkuus kasvaa.

Kansainvälinen, 38 tutkijan monitieteinen retkikunta lähti 9.5.2023 Huippuvuorilta Ruotsin Polaaritutkimuksen sihteeristön ARTofMELT 2023 (Atmospheric Rivers and the Onset of Sea Ice Melt) -tutkimusmatkalle jäänmurtaja Odenilla. Retkikunta mittaa arktisen kevään muutoksia kattavasti jääkentiltä, merivedestä ja vesihöyrystä. Kun Oden on sijoittunut Grönlannin, Huippuvuorten ja pohjoisnavan väliin, alkaa ilmakehäjokien metsästys sääennusteiden ja satelliittikuvien perusteella. Retkikunta palaa 15.6.2023.

Ilmakehäjoet tuovat etelän arktiselle alueelle

Mukana on tutkijoita Oulun yliopistosta ja Ilmatieteen laitokselta. He ovat saaneet Suomen ulkoministeriöltä rahoitusta arktisen alueen veden kiertokulun sekä ilmakehän, merijään ja valtameren vuorovaikutusten ja kausivaihteluiden tutkimukseen.

On tärkeää todentaa ja selventää vesihöyryjokien vaikutusmekanismeja merijäähän, pilvimuodostumiin ja Jäämeren lämpöenergiatasapainoon. Keväisin aikaistuvalla jään sulamisella on vaikutuksia säähän, sään ääri-ilmiöihin ja ilmastoon maailmanlaajuisesti. Arktisen merijään pinta-ala ja paksuus ovat pienentyneet 1980-luvulta alkaen niin paljon, että jään tilavuudesta vain noin neljäsosa on jäljellä.

Mukana tutkimusmatkalla on Oulun yliopistossa työskentelevä professori Jeffrey Welker, joka on myös Arktisen yliopiston ekologian ja biogeokemian oppituolin haltija. ”Arktinen jää heijastaa Auringon lämpöä takaisin avaruuteen. Kun arktisen jään heijastava vaikutus vähenee, tämä maapallon ilmastointilaite heikkenee”, Welker havainnollistaa. Hän tutkii veden isotooppien kulkua laajasti arktisella alueella eri mittausasemien avulla esimerkiksi Pallaksella. Kevyempien ja raskaampien veden isotooppien suhdetta voidaan hyödyntää merkkiaineena, ja isotoopit toimivat tavallaan veden sormenjälkinä.

"Tutkimme esimerkiksi, miten ilmakehän joet kerryttävät vesihöyryä avomeren yllä, mikä voi lisätä pilvien muodostumista ja johtaa runsaisiin sateisiin tai lumisateisiin toisaalla", Welker selittää. "Tulevaisuudessa on yhä tärkeämpää ymmärtää kosteuden kulkeutumismalleja arktiselle alueelle ja sieltä pois, sillä kuivat alueet muuttuvat kuivemmiksi ja kosteat kosteammiksi. Ilmakehän vesihöyryjoet tuovat arktisille alueille subarktisia olosuhteita, ja vaikutukset näyttävät ilmentyvän arktisissa merissä ja maisemissa boreaalisen eli pohjoisen havumetsävyöhykkeen piirteinä”.

Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Timo Vihma ja väitöskirjatutkija Gabin Urbancic tutkivat, miten ilmakehäjokien mukana kulkeutuva lämpö vaikuttaa keväällä lumen lämpenemiseen merijään yllä ja kesää lähestyttäessä edelleen lumen ja jään sulamiseen. Sitä varten mitataan ilman lämpötilan pystyprofiilia droonien ja sääpallojen avulla. Tutkimus kohdistuu myös ilmakehän kiertoliikkeeseen liittyviin ratakäyriin. ”Ilmakehäjokien mukana arktiselle alueelle kulkeutuu lämpöä ja kosteutta huomattavia määriä. Mitä aiemmin jään sulaminen käynnistyy keväällä, sitä enemmän auringonsäteilyä mereen imeytyy. Niinpä jään muodostuminen syksyllä viivästyy, ja syntyy tilanteita, jossa Jäämeren pintalämpötila on vielä nollan vaiheilla, mutta ilmassa on jo 20 astetta pakkasta. Silloin lämmön ja kosteuden luovutus ilmakehään on suurinta”, Timo Vihma selventää.

Arktisen merijään vähyys voi vaikuttaa sään ääri-ilmiöihin myös kauempana etelässä, kuten Euroopassa. Esimerkiksi talvinen matalapaine voi kerätä suuren määrän kosteutta pohjoisesta avovedestä ja purkautua kovina lumisateina ja myrskynä etelämpänä.

Welkerin tiimin muut jäsenet ovat tutkimusteknikko Valtteri Hyöky, tutkijatohtorit Hannah Bailey, Ben Kopec ja Kaisa-Riikka Mustonen Oulun yliopistosta ja tohtori Eric Klein, Alaskan yliopisto Anchoragesta.

Lue lisää:

Jäänmurtaja-retkikunta tutkimaan muuttuvan arktisen kevään vaikutusta ilmakehään, merijäähän ja valtamereen

Pohjoisen jäämeren jääpeitteen väheneminen voi tuoda runsaita lumisateita Eurooppaan 

Isbrytaren Oden lämnar Sverige för Arktisexpedition