Kliimamuutuste olemus

Mis on kliima?
Ühe aasta jooksul muutub ilm palju kordi ning ei ole erinevates paikades kunagi päris sama.

Sellist rütmi käib ka kliima, kuid vaatlusaeg on oluliselt pikem. Kliima ehk ilmastu on teatud piirkonnale omane pikaajaline keskmistatud ilmade režiim.

Sarnase kliimaga alad Maal jaotuvad kliimavöötmeteks.

Jaotuse põhjustab Päikese ja Maa asend teineteise suhtes – päikesekiirgus langeb Maa eri piirkondadesse erineva nurga all ja soojendab neid erinevalt. Kliimavööndite mõningases ebaühtluses on oma roll ka reljeefil ja maailmamere mõjul.

Loe lähemalt

Kliimamuutuste põhjused on nii looduslikud kui inimtekkelised. Muutuvas kliimas toime tulemiseks tuleb kõigepealt muutused ja nende põhjused välja selgitada. Kliima muutumist tuhandete ja miljonite aastate jooksul saab hinnata näiteks liustikujääd, taimede ja loomade fossiile, kunagist meretaset, laamtektoonikat, puude aastarõngaid, õietolmu levikut, vanu kunsti- ja kirjandusteoseid ning erinevaid setteid uurides. Lisaks kaudsetele kliimamuutuste jälgimise meetoditele on alates 19. sajandi keskpaigast olemas ka täpsed ilmastikuandmed, mille abil kliimat ja selle muutumist hinnata.

Looduslikud kliimamuutused

Looduslikud kliimamuutused võivad kesta lühikestest, paariaastastest perioodidest kuni saja tuhande aastaste tsükliteni – tuntuimad näited on 2-7 aastane El Niño tsükkel ja 100 000 aastase kestvusega kvaternaarse jääaja tsüklid. Kliima muutumist põhjustavad paljud erinevad tegurid: maailmamere ja atmosfääriringluse koosmõju, elusorganismide mõju atmosfäärile, Maa orbiidi tsüklilised muutused ajas, päikese aktiivsuse muutlikkus, vulkaanide tegevus ja laamtektoonika. Iga tegur mõjutab kliimat erinevalt ning Maa ajaloos on olnud tänasest oluliselt külmemaid ja soojemaid perioode.

Keskmise temperatuuri muutus aastatel 1850-2010.

Inimtekkelised kliimamuutused

Tööstusrevolutsiooni alus oli fossiilsete kütuste kasutusele võtmine. Kivisüsi, nafta, maagaas ning teised süsinikupõhised kütused annavad majanduse arengule tugeva tõuke, kuid nende põletamisel eraldub olulisel määral heitgaase. Kliimamuutuste kontekstis on kõige enam räägitud   süsihappegaasist ehk CO2, süsinikdioksiidist, kuna see on Maa atmosfääris veeauru järel kõige enam levinud kasvuhoonegaas (KHG). Süsihappegaas on ka kõige olulisem inimtegevuse tagajärjel tekkinud KHG.

19. sajandi teises pooles lõppes peaaegu 600 aastat kestnud jahedama kliimaga periood ning atmosfääri keskmine temperatuur hakkas aeglaselt kasvama. 20. sajandi keskel soojenemise tempo kasvas järsult. 1950-ndatest tõusis hüppeliselt ka inimtekkelise CO2 atmosfääri paiskamine, temperatuuri tõus ongi reaktsioon suurenenud süsinikuheitele. Süsihappegaasi kontsentratsioon on küll tõusnud ja langenud juba miljoneid aastaid, kuid Maa ajaloos ei ole teada ühtegi teist nii äkilise soojenemise perioodi.

Kõigi varasemate kliimamuutuste uurimisel on selgelt näha, et CO2 kontsentratsiooni ja temperatuuri muutused on omavahel seotud. Enamik teadlasi on ka seisukohal, et tänaste enneolematult kiiretes kliimamuutustes on inimesel oluliselt suurem roll kui mistahes looduslikel põhjustel. Muutuste peamine ajend ongi heitgaaside paiskamine atmosfääri – lisaks CO2-le on märkimisväärse mõjuga ka metaan (CH4), dilämmastikoksiid (N2O) ning fluoreeritud gaasid (F-gaasid). Kõiki kliimamuutuseid tekitavaid gaase kokku nimetatakse kasvuhoone-gaasideks. Kasvuhoonegaaside mõju atmosfäärile nimetatakse omakorda kasvuhooneefektiks.

Kasvuhooneefekt

Kasvuhooneefekt on looduslik ilming, mis on hädavajalik maakera elustikule. Kui soojus kiirguks maapinnalt takistuseta tagasi, siis maakera keskmine temperatuur oleks –18 kraadi Celsiuse järgi praeguse +15 kraadi asemel. Kogu maakera oleks siis kaetud jääga ja eluks kõlbmatu.

Suurem osa lühilainelisest päikesekiirgusest jõuab läbi atmosfääri maapinnale, osa sellest neeldub, ülejäänu peegeldub tagasi. Neeldumise tagajärjel maapind soojeneb ning hakkab omakorda kiirgama energiat, kuid juba pikalainelise soojuskiirgusena (infrapunakiirgusena). Lühilaineline päikesekiirgus läbib atmosfääri kergesti, kuid suur osa maapinnalt kiirguvast pikalainelisest soojuskiirgusest neeldub nn kasvuhoonegaasides. Need soojuskiirgust neelavad gaasid töötavad nagu kasvuhoone klaaskatus – lasevad läbi Päikeselt Maale tuleva kiirguse, kuid takistavad soojuse tagasipeegeldumist Maalt maailmaruumi. Umbes pool Maalt soojuskiirgusega lahkuvast energiast kiiratakse kasvuhooneefekti tõttu tagasi maapinnale.

Looduslik kasvuhooneefekt on Maa kui elukeskkonna jaoks ülioluline. Probleem tekib siis, kui inimtegevuse mõjul suureneb kasvuhoonegaaside hulk oluliselt ja väga kiiresti. Maa keskmine temperatuur tõuseb ning kaasnevad kliimamuutused toimuvad kiiremini ja ulatuslikumalt, kui inimkond ja kõik ülejäänud elusorganismid sellega kohaneda suudavad.

  • Kasvuhooneefekti olemasolu tõestas juba 20. sajandi alguses Nobeli preemia laureaat Svante Arrhenius. Ta juhtis tähelepanu süsinikdioksiidi suurele tähtsusele atmosfääris, kuigi selle kogus on tühine (sel ajal kõigest 0,03 massiprotsenti).
  • Inimtekkeline kasvuhooneefekt hakkas ilmnema umbes 1850-ndatel aastatel. Inimmõju kasvas hüppeliselt 1950-ndatel.

Peamised kasvuhooneefekti põhjustavad gaasid on:

  • Süsihappegaas ehk CO2 on põhiline kasvuhoonegaas, mis on iseenesest kõige tavalisem põlemisprotsessi kaasprodukt. CO2 hulk õhus sõltub vulkaanilise tegevuse intensiivsusest, kivimite murenemisest, organismide kõdunemisest, taimestiku arengustaadiumist ja liigilisest koosseisust, metsatulekahjudest ning viimasel ajal üha enam inimese majandustegevusest – fossiilsete kütuste põletamist. CO2 tänane kontsentratsioon on viimase 400 000 aasta kõrgeim.

  • Metaan ehk CH4 on värvusetu, lõhnatu ja õhust kergem gaas. Suur osa metaani eraldub märgaladest, soodest ja rabadest. CH4 on tähtsuselt teine kasvuhoonegaas, mis arvatakse tekitavat 20 protsenti kasvuhooneefektist. Metaani suhteline kasvuhooneefekti tekitav mõju on 25 korda suurem kui süsinikdioksiidil, kuid samas on tema heitkogused ka suurusjärgu võrra väiksemad. CH4 põhilised inimtekkelised allikad on põllumajandus, olmeprügilad, heitvesi ja heitvee töötlemine ning loodusliku maagaasi tootmine ja jaotamine. CH4 kogus atmosfääris on tööstusrevolutsioonieelse ajaga võrreldes suurenenud 145 protsenti.

  • Dilämmastikoksiidi osatähtsust kasvuhooneefekti tekitamisel globaalse kliimamuutuse tasandil hinnatakse kuuele protsendile. N2O kasvuhooneefekti põhjustav potentsiaal on ligi 298 korda suurem kui CO2, kuid samas on N2O heitkogused mitme suurusjärgu võrra madalamad. N2O moodustumine toimub lämmastikurikkas keskkonnas anaeroobsetes tingimustes. N2O sisaldus atmosfääris on suurenenud ligi 15 protsenti võrreldes tööstusrevolutsioonieelse perioodiga. Põhiline inimtegevusega seotud N2O allikas on lämmastikurikaste väetiste kasutamine põllumajanduses.

  • Fluoreeritud gaasid ehk F-gaasid (HFC, PFC, SF6 ja NF3) on inimese poolt loodud gaasid. Neid kasutatakse aerosoolides (deodorandid, mitmesugused vahud), külmikutes ning külmutussüsteemides, õhukonditsioneerides, tulekustutusseadmetes ja keemilistes puhastusvahendites. F-gaaside osatähtsust kasvuhooneefekti põhjustamisel hinnatakse globaalse kliimamuutuse tasandil 10 protsendile. Samal ajal kui fluoreeritud gaaside heitkogused on väiksed, on nende kasvuhooneefekti põhjustav potentsiaal mitme suurusjärgu võrra suurem kui süsinikdioksiidil. Näiteks SF6potentsiaal on 22 800 korda suurem kui süsihappegaasil. F-gaasid on nn uued gaasid, mille heitkoguseid hakati registreerima alles hiljuti.

Kliimamuutustest rääkides rõhutatakse enamasti atmosfääri keskmise temperatuuri tõusu. Soojenemisega on seotud suur hulk teisi tagajärgi, millest suurem osa on inimesele ja loodusele kahjulikud.

Mõned kõnekamad mõjud Euroopa riikidele on:

Rannikualadel suureneb üleujutuste, erosiooni ja märgalade hävimise risk, sest maailmamere tase tõuseb ning torminähtused sagenevad ja tugevnevad Liigid (sh inimene) ja elupaigad liiguvad põhjasuunas, mägedes tõuseb lumepiir kõrgemale
Põuaperioodid ja kuumalained sagenevad ning pikenevad, kõrbed levivad ka Lõuna-Euroopasse Mõju põllumajandusele on põhjapoolses piirkonnas positiivne, lõuna pool negatiivne. Kaasneb toidunappus ja toiduhindade tõus
Äärmuslikud temperatuurid muutuvad kõrgemaks ja temperatuuri kõikumine päeva jooksul väheneb Kalanduse potentsiaal väheneb
Metsa kasvutempo kiireneb põhjapoolses piirkonnas ning aeglustub lõunas, metsatulekahjude oht suureneb Kinnisvarakahjustused suurenevad ekstreemsete ilmaolude tõttu
Mageveevarude probleemid Lõuna-Euroopas üha süvenevad Mõju transpordile, energiasektorile ja tööstussektorile on suhteliselt väike, osaliselt võib mõju olla ka positiivne
Mulla kvaliteet halveneb (eriti erosiooni tagajärjel) Muutub eri piirkondade turismipotentsiaal, senised päikesereiside sihtkohad võivad liigse kuumuse tõttu asenduda uute sihtkohtadega
Ökosüsteemid muutuvad, osa liike ja elupaiku hävib Inimtervist ohustavad mitmed tegurid, näiteks suurem kuumarabanduse oht

Mõjud Eesti kliimale

Kliimamuutuste prognoosimiseks on koostatud mitmeid mudeleid ja stsenaariumeid. Keskkonnaagentuur on koostanud ülevaatliku dokumendi "Eesti tuleviku kliimastsenaariumid aastani 2100". Eestile pakutakse välja kaks võimalikku RCP stsenaariumi.

Mis on RCP?

  • RCP4.5 – soovitatav põhistsenaarium; mõõdukas, riikide poolt olulisi leevendavaid meetmeid eeldav stsenaarium
  • RCP8.5 – soovitatav lisastsenaarium; pessimistlik, nõrk riikidevaheline koostöö ja valdavalt süsinikul põhinev majandus

RCP – Representative Concentration Pathway, IPCC AR5-s välja toodud stsenaarium, mis on koostatud olemasoleva teaduskirjanduse ja metoodikate põhjal sõltumatute uurimiskeskuste poolt sõltumatute meetoditega. Erinevalt varasematest stsenaariumitest püüavad arvesse võtta ka kliimamuutuste tagasisidet ühiskonna arengule (sh, aga mitte ainult, leevendavate meetmete kasutuselevõttu, tehnoloogiate arengut, maakasutust jne)

Temperatuuri muutuseks Eesti aladel prognoositakse:

Periood

2041–2070

2071–2100

Stsenaarium

RCP4.5

RCP8.5

RCP4.5

RCP8.5

Talv

2,3 C

2,9 C

3,1 C

4,9 C

Kevad

2,4 C

3,1 C

3,4 C

4,9 C

Suvi

1,6 C

2,2 C

2,2 C

3,8 C

Sügis

1,7 C

2,2 C

2,2 C

3,6 C

Aasta keskmine

2,0 C

2,6 C

2,7 C

4,3 C

Prognoositud on ka sademete hulga suurenemist vastavalt 10 protsenti või 14 protsenti aastatel 2041–2070 ning 16 protsenti või 19 protsenti aastatel 2071–2100.

24–65 protsenti suureneb tõenäosus, et suvekuudel sajab ühes ööpäevas suur hulk sademeid (>30 mm).

Oluliselt väheneb lumikattega päevade prognoos. Aprillis lumikatte esinemine on väga ebatõenäoline, märtsis jääks see reeglina alla viie päeva. Jaanuari-veebruari lumikate jääks tavaliselt alla 15 päeva ning üle poole talvest püsiva lumikattega oleks vaid üksikud piirkonnad Kirde-Eestis. Sisuliselt tähendab see, et püsivat lumikatet Eestis enam peaaegu ei esineks.

Merejää ulatus ja paksus kahaneks oluliselt, 2080ndate tüüpilisel talvel oleks enamus Läänemerest jäävaba. Jääd oleks vaid Botnia lahel ning Soome lahe kirdeosas.

Merevee temperatuur kerkib 2090ndateks talvel ja kevadel 2,1–2,8 °C, suvel ja sügisel 1,0–2,0 °C. Järvede temperatuur kasvab aastaks 2100 2–7 °C võrra.

Keskmiseks maailmamere taseme tõusuks aastateks 2081–2100 prognoositakse stsenaariumi RCP4.5 korral 32–63 cm ja RCP8.5 korral 45–82 cm. Kohalik suhteline muutus ja maapinna taseme tõus on Eesti läänerannikul teineteist tasakaalustava mõjuga ning arvestada tuleb peamiselt globaalse keskmise tõusuga.

Tuule kiirus tõenäoliselt kasvab talvel ja kevadel, prognooside vahemik on 3–18 protsenti. See on seotud Atlandilt meie aladele liikuvate tsüklonite arvu kasvuga.

Viimati uuendatud 25.08.2021