Kuinka Auringon hiukkaset vaikuttavat maapallon ilmastoon?

Miksi Englanti peittyy kinoksiin tai kylmyys korjaa Italian hedelmäpuiden satoa? Miksi Lapissa sataa vettä tammikuussa kun pakkasen pitäisi paukkua nurkissa? Pohjois-Atlantin ilmanpaineet vaikuttavat pohjoisten alueiden ilmastoon ja säähän varsinkin talvella. Ilmanpaine-erojen vaihtelu, niin sanottu NAO eli Pohjois-Atlantin oskillaatio, näkyy käytännössä lauhoina ja kosteina tai kylminä ja kuivina talvina. NAO-vaihtelun on osoitettu liittyvän aurinkotuuleen ja ilmakehävaikutuksiin. Tätä yhteyttä on tutkittu vasta vähän ja sen kytköksiä Maan ilmastoon tai ilmastonmuutoksen mekanismeihin ei vielä tarkasti tunneta. Haastateltavana on professori Kalevi Mursula Oulun yliopistosta.

Suomen Akatemian ReSoLVE-huippuyksikkö tutkii Auringon viimeisen 100-200 vuoden aikaista magneettista toimintaa ja sen vaihteluita. Auringon magneettinen aktiivisuus haittaa muun muassa monia teknisiä järjestelmiä. Auringon lähettämät hiukkaset osuvat Maahan aurinkotuulena, joka aiheuttaa Maassa magneettisia häiriöitä. Näyttää siltä, että Auringon valon lisäksi myös aurinkotuuli ja sen kiihdyttämät energeettiset hiukkaset vaikuttavat Maan ilmastoon.



Kuva: Aurinkotuuli ja Maan magneettikenttä.

Ilmanpaine-ero pukkaa ilmamassoja

Tutkijoita kiinnostaa nyt erityisesti NAO eli Pohjois-Atlantin oskillaatio. Atlantin ilmanpaine-ero vaihtelee Auringon syklin vaiheen mukaan ja se määrää pohjoisten alueiden säästä talvella.

”Pohjois-Atlantin oskillaatio on sekä ilmasto- että sääilmiö ja sitä käytetään talvisään ennustamiseen. Suuret ilmanpaine-erot pukkaavat lämmintä ilmamassaa kohti pohjoista ja heikommat kohti Välimerta. Haluamme selvittää, millaisia vaikutuksia Auringolla on ilmastoon pohjoisilla alueilla, vaikuttaako se ilmastoon myös muualla kuin pohjoisessa ja mikä yhteys tällä kaikella on ilmastonmuutokseen.”

Aurinkotuuli vaikuttaa talvisäähän

NAO vaikuttaa Islannin ja Azoreiden välisellä alueella.

”Kun lämpimät ilmamassat pääsevät pohjoiseen, meillä on kosteaa ja lämmintä. Jos ilmamassat kulkeutuvat Välimerelle, meille tunkee pohjoisesta arktista ilmaa.”

NAO on pysyvä ilmastorakenne, joka säätelee talvisäätä. Sen voimakkuus vaihtelee vuosittain ja se näyttää olevan kytköksissä nopean aurinkotuulen virtauksiin. 

Tutkimusten taustalla on dataa yli sadan vuoden ajalta. Maan magneettikentän häiriöistä voidaan selvittää monia aurinkotuuleen liittyviä kysymyksiä. Uusinta tietoa tuottavat satelliittimittaukset. Lähes 20 satelliitin sarja on mitannut energeettisten hiukkasten määrää ilmakehän yläpuolella joka toinen sekunti 40 vuoden ajan.

Ilmastokeskustelu häiritsee tutkimusta

Pohjois-Atlantin osakillaatio liittyy monella tavalla käynnissä olevaan ilmastokeskusteluun ja –tutkimukseen, jonka Mursula näkee ikävästi polarisoituneen.  Hän on itse joutunut taistelemaan saadakseen äänensä asiallisesti kuuluville.

”Vastakkainasettelu vaikuttaa esimerkiksi siihen, mitä tutkitaan tai missä tuloksia julkaistaan. Tutkijat eivät mielellään osallistu keskusteluun jos se on kovin latautunutta.”

Tiedelehtien editoreillekin saa olla selittelemässä, miksi Auringon ilmastovaikutusten tutkimus on edelleen tärkeää.

”Ilman muuta on selvää, että Aurinko vaikuttaa Maan ilmastoon. Auringon sähkömagneettisen säteilyn vaihtelu ei kuitenkaan näytä selittävän ilmaston muutosta viimeisten vuosikymmenten aikana, joskaan hiukkasten vaikutusta ei ole vielä otettu huomioon.”

Paljon avoimia kysymyksiä

NAOn eli Pohjois-Atlantin oskillaation ohella aurinkotuuli voi vaikuttaa muihinkin ilmastorakenteisiin. Sen koko merkitystä ei vielä tiedetä.

”Valo tuottaa ilmaston, mutta muutkin tekijät voivat aiheuttaa ilmastonmuutosta, eikä niiden yhteisvaikutusta vielä tunneta.”

Mursulan mukaan voidaan nyt sanoa varmasti, että Auringolla on sellaisia uusia ilmastovaikutuksia, joiden kokonaisvaikutusta ei ole vielä arvioitu.

”Esimerkiksi IPCC-raporteissa vain Auringon säteily on toistaiseksi huomioitu. Uusia vaikutuskanavia siis tunnetaan ja niitä voi vielä löytyä lisääkin kun tutkimus tuo uutta tietoa.”

Avoimia kysymyksiä sekä Auringon että Maan ilmaston osalta jää vielä paljon.

”Mitkä tekijät aiheuttavat pitkäaikaisia vaihteluita Auringon magneettikentässä? Voiko niitä ennustaa? Kuinka voimakkaita aurinkomyrskyt voivat olla? Millaisia vaikutuksia aurinkotuulella on maapallon säähän ja ilmastoon? Tutkimus jatkuu. Auringon magneettikenttien, aurinkotuulen, Maan magneettikentän ja Maan ilmaston välinen vuorovaikutus on hyvin dynaaminen ja mutkikas. Vaikutussuhteiden tutkimus on vasta alussa.”

Teksti: Marja Nousiainen
Kuvat: Marja Nousiainen, Wikimedia Commons ja Pixmac.fi