SYKEn kehittämispäällikkö Johanna Korhonen tutki väitöstyössään talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja niiden vaihtelua.Kuva: Terhi Korhonen
Jääpeitekausi on lyhentynyt Suomen sisävesillä leutojen talvien myötä, ja vastaavasti talvi- ja kevätkauden jokien virtaamat ovat kasvaneet tuoreen väitöstutkimuksen mukaan. Suomen ympäristökeskuksen kehittämispäällikkö Johanna Korhonen tutki talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja vaihteluja Suomessa. Väitös tarkastetaan Helsingin yliopistossa perjantaina 22. helmikuuta.
”Muutokset jääpeitteessä ja talven vesioloissa koskettavat meitä monella tavalla, ja niillä on merkitystä myös globaalisti etenkin maapallon energiataseen kautta. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää monenlaisessa suunnittelussa ja tutkimuksessa, esimerkiksi vesistöjen säännöstelyssä ja vesivoiman tuotannossa, tulvariskien hallinnassa, vesistöjen virkistyskäytössä sekä biologisessa ja ekologisessa tutkimuksessa”, toteaa Johanna Korhonen SYKEstä.
Ilmaston lämpenemisellä on suuri vaikutus hydrologiaan talvi- ja kevätkaudella Suomessa kuten muuallakin boreaalisella lumipeitteisellä vyöhykkeellä. Tutkimusanalyysit todistavat tilastollisesti merkitseviä pitkäaikaismuutoksia jää- ja virtaamaolosuhteissa viime vuosiin saakka.
Jääpeiteaika lyhentynyt, jäätyminen myöhentynyt ja jäänlähtö aikaistunut
Väitöstyössä tutkittiin talvi- ja kevätkauden hydrologisia pitkäaikaismuutoksia ja niiden vaihtelua perustuen Suomen pitkiin jää- ja virtaama-aikasarjoihin. Jäätyminen on myöhentynyt, jäidenlähtö aikaistunut samoin kuin jääpeitekausi lyhentynyt. Viime vuosikymmeninä muutokset ovat tulleet entistä selvemmiksi ja erittäin aikaisten jäänlähtöjen sekä erittäin myöhäisten jäätymisten määrä on kasvanut.
”Jääpeitehavainnoissa saavutettiin uusia ennätyksiä 2000-luvulla. Vesistöt jäätyivät 2000-luvulla keskimääräistä myöhemmin noin yhdeksänä vuotena kymmenestä. Keskiarvo on laskettu jaksolta 1961–2000. Jäät myös lähtivät keskimääräistä aikaisemmin noin yhdeksänä vuotena kymmenestä.”
Vuoteen 2002 saakka oli jään maksimipaksuudessa havaittavissa kasvavia trendejä paikoin maan pohjois- ja keskiosassa ja ohenevia trendejä etelässä. Talveen 2017–2018 asti päivitetty aineisto todistaa edelleen ohenevia jään maksimipaksuustrendejä etelässä, mutta Keski- ja Pohjois-Suomessa ei ole havaittavissa mitään trendejä. ”Jäänpaksuuteen vaikuttavat merkittävästi myös lumiolot, sillä paksu pakkaslumikerros toimii eristeenä. Lauhoina talvina lumesta muodostuu myös ns. kohvajäätä”, selventää Korhonen.
Virtaamien keväthuippu aikaistunut ja talvi- ja kevätvirtaamat kasvaneet
Virtaamaoloissa vuoteen 2004 saakka oli nähtävissä talvi- ja kevätkaudella virtaamien kasvua ja kevättulvahuipun aikaistumista. Vuosittaiset keskivirtaamat tai vuoden ylivirtaamat eivät olleet yleisesti muuttuneet. Havaitut trendit virtaamissa ovat jatkuneet vuoteen 2017 päivitetyssä aineistossa samankaltaisina. Talvi- ja kevätaikaiset hydrologiset trendit ovat linjassa vuotuisten ja kausittaisten ilman lämpötilan ja sademäärän muutosten kanssa, samoin myös ilmastonmuutosskenaarioiden kanssa. Myös muiden pohjoisten alueiden vastaavien tutkimusten tulokset ovat samansuuntaisia.
Ilmastojärjestelmät vaikuttavat hydrologisiin oloihin
Pitkäaikaismuutosanalyysien lisäksi työssä tutkittiin ilmastojärjestelmien ja talvi- ja kevätaikaisten hydrologisten olojen yhteyksiä. Sekä jääpeite että jokien virtaamat ovat linkittyneitä ilmakehän kiertoliikkeeseen ja niissä esiintyy eripituisia syklejä. Tärkeimpänä Suomessa vaikuttavana ilmiönä on Pohjois-Atlantin Oskillaatio (NAO), jolla kuvataan vuosittaista säänvaihtelua Pohjois-Atlantin ympäristössä. NAO:n vaikutus näkyy sekä jää- että virtaama-aikasarjoissa. Voimakas positiivinen NAO-vaihe on yhteydessä lyhyempään jääpeitekauteen ja suurempiin talvivirtaamiin, voimakas negatiivinen NAO-vaihe päinvastoin.
Suomen pitkät aikasarjat ovat ainutlaatuisia maailman mittakaavassa
Väitöstyössä käytetyt Suomen pitkät hydrologiset aikasarjat ovat ainutlaatuisia maailman mittakaavassa. Jääpeitteen ja virtaaman havaintosarjat ovat pisimpiä hydrologisia havaintosarjoja Suomessa ja tietyiltä paikoin havaintoja on olemassa 150–300 vuoden ajalta.
Vaikka kaukokartoitus- ja mallinnusmenetelmät kehittyvät koko ajan, tarvitaan maastossa tehtäviä havaintoja edelleen erityisesti uusien menetelmien kehityksen tueksi sekä pitkäaikaismuutosten todentamiseen.
Hydrologiset havaintosarjat ovat ladattavissa vapaasti SYKEn avoimen datan palvelusta. Pitkien aikasarjojen taustalla on valtava määrä hydrologian ammattilaisten maastomittauksia, tarkkaa laadunvalvontatyötä toimistolla sekä vapaaehtoisten kansalaisten huolellisia havaintoja.
Lisätietoja: