TEKST: Mait Sepp
Eesti ilmavanasõnades [9] torkab hästi silma, et meie esivanemad olid väga mures külma pärast. Sajandi-poolteisetagustes ajalehtedes kurdetakse alatasa soojapuuduse üle. Kuhu see külm siis nüüd on kadunud?
Lihtsustades võib öelda, et meie külmad on langenud globaalse kliimasoojenemise ohvriks. Õige ta on. Iseenesest on kliimasoojenemine elementaarne füüsika. Võite raamaturiiulilt haarata gümnaasiumi füüsikaõpiku, sealt näpuga järge ajada ja ise rehkendusi teha. Kõigepealt võtate aluseks Stefani-Boltzmanni ja Plancki musta keha kiirguse seaduse. Siis muudate atmosfääri koostist, näiteks lisate segusse portsu kasvuhoonegaase. Toimib Wieni nihkeseadus. Arvutate ja saate tulemuse, kui palju soojemaks atmosfäär muutub, kui lisada mingi kogus süsinikdioksiidi või metaani.
Niisiis, muutes atmosfääri gaasilist koostist, muutuvad selle kiirguslikud omadused. Mida rohkem kasvuhoonegaase õhkkonda paisata, seda rohkem soojuskiirgust jääb siia lõksu ja seda kõrgem on globaalne õhutemperatuur. Inimkond ongi suuresti muutnud atmosfääri gaasisegu koostist: me põletame usinalt fossiilseid kütuseid. Irooniliselt väljendudes on käsil eksperiment, kui palju kasvuhoonegaase atmosfääri mahub, enne kui kogu loodussüsteem jäädavalt tasakaalust välja läheb.
Ohtralt süsinikdioksiidi
Ent inimkond teeb praegu teisigi kahtlase väärtusega katseid. Muu hulgas üritatakse praktikas teada saada, kuidas globaalne õhuringlus saab hakkama ilma troopiliste vihmametsadeta. Kõrbestumine, metsatulekahjud ja märgalade kadumine on üldsuundumus. Seega lisame kasvuhoonegaase, aga ühtaegu jääb maamunale järjest vähem kooslusi, mis süsinikdioksiidi seoksid.
Ootamatult kummastaval kombel on Maa kosmosest vaadatuna muutunud viimase kahekümne aasta jooksul hoopis palju rohelisemaks. Selle põhjus on Hiina ulatuslikud metsakaitse- ja -istutuskampaaniad. Samuti on Indias järsult suurenenud maa-alad, kus tegeldakse intensiivse taimekasvatusega. Ent kliimasoojenemise tõttu on haljendama löönud ka kõrgustikualad, mis varem olid taimkatteta, st mäestikele tüüpiline kõrgusvööndilisus on nihkunud kõrgemale.
Lisandunud rohelisus ei muuda siiski üldist suundumust. Lõppeva aasta üks sensatsioone on USA riikliku aeronautika- ja kosmosevalitsuse (NASA) järjekordne animatsioon globaalse süsinikuringe kohta. Liikuvaks pildiks on koondatud kõik 2021. aasta asjaomased satelliidivaatlused (vaadake animatsiooni koos selgitustega NASA veebilehelt svs.gsfc.nasa.gov/5110). Põhjapoolkera kevadel kasutab maismaa ja ookeani elustik ära suurema osa inimtekkelisest süsinikdioksiidist. Ent mitte kõike.
Niisiis, andmed näitavad meile selgelt, et atmosfääris mõõdetava süsinikdioksiidi sisaldus on üha suurenenud. See põhineb nii Hawaiil asuva Mauna Loa observatooriumi andmetel kui ka 158 organisatsiooni vaatlustel; nad saadavad oma mõõtmistulemused Jaapanis tegutsevasse maailma kasvuhoonegaaside andmekeskusesse (WDCGG, vt ka veebilehte gaw.kishou.go.jp).
Tuleb mõelda suuremalt kui Eesti
Kui vaadelda globaalse tasandi asemel kohalikku taset, ei ole olukorda sugugi nii kerge mõista. Näiteks ei saa öelda, et just nimelt see ilm, mis praegu õues valitseb, on kliimamuutuste süü. Atmosfääri kiirguslike omaduste muutuse ja õues valitseva vihmasaju või päikeselõõsa vahel on väga palju etappe, tagasisidemehhanisme ja määramatust, seega on igapäevaelus raske märgata kliimamuutuste suitsevat püssi. Vaid tagantjärele võib statistikale tuginedes järeldada, et tõesti oli ajalooliste mõõtmiste kõige kuumem aasta, talv või november.
Võime küll oletada, et suvine kuumalaine oli varasemast kuumem just kliimasoojenemise tõttu. Niisama hästi võib see olla lihtsalt juhus: kõrgrõhkkond jäi Eesti kohale nõndaviisi püsima, et kaugelt lõunast sai siia kanduda põuast õhku.
Siin Maarjamaal on meil sageli komme ennast globaalsetest protsessidest ära lõigata: vaatame maailma Eestikeskselt. See annab palju tõlgendusvõimalusi, miks on meil aasta keskmine temperatuur viimase poole sajandiga tõusnud umbes kahe kraadi võrra. Tõus on olnud päris kiire ja suur ning ületab tublisti globaalset keskmist. Arvestatakse, et üleilmne õhutemperatuur on võrreldes tööstusrevolutsiooni-eelse ajastuga (ehk ajavahemiku 1850–1900 keskmisega) tõusnud 1,2 °C võrra [1].
Aasta keskmine õhutemperatuur on mõistagi statistiline suurus, mis Eesti kontekstis oleneb talvest: kui talv on soe, siis on ka see näit kõrge. Eesti kliimaandmete põhjal saabki väita, et talvekuude keskmine õhutemperatuur on meil kõige rohkem kerkinud [7, 8].
Talvel kandub Läänemere piirkonda ja seega ka E estisse suhteliselt soojem õhk peamiselt Atlandi ookeani kohalt. Seda kannavad siia madalrõhkkonnad ehk tsüklonid. Viimasel kolmveerandsajandil on talviti jõudnud siia rohkem tsükloneid. Pealegi liiguvad need varasemast mõnevõrra põhjapoolsemaid trajektoore mööda, mistõttu Eesti jääb just madalrõhkkonna soojema ja vihmasema sektori mõju alla. Talvesid soojendavatest tsüklonitest võib pikemalt lugeda Eesti Looduse 2007. aasta märtsinumbrist [7].
Mida näitavad õhurõhuandmed?
Mainitud Eesti Looduse artiklis [7] on analüüsitud ajavahemikul 1948–2000 üle Läänemere liikunud madalrõhkkondi. Uurime järele, kas see suundumus on pärast 2000. aastat jätkunud. Selleks vaatleme aastatel 2004–2022 automaatilmajaamades mõõdetud ja keskkonnaagentuuri ilmalehel avaldatud andmeid õhurõhu kohta [4]. Võtame vaatluse alla merepinnale taandatud õhurõhu Eesti kolmes nurgas asuvas ilmajaamas: Kihnu, Jõhvi ja Võru jaamas. Iga talve (detsember, jaanuar ja veebruar) keskmise õhurõhu joonis kajastab mõndagi huvitavat (vt joonist).
Esiteks tuleb nentida, et Eesti on siiski nii väike maa, et siin ei ilmne olulisi regionaalseid erinevusi aastaaja keskmises õhurõhus. Meil võib küll olla päevi, kus Jõhvis ja Võrus paistab päike, aga Kihnus sajab paksu lund, kuid kliima mõttes on erinevused siiski tühised. Teiseks võib märgata, et kõigis kolmes ilmajaamas on keskmine õhurõhk ühtlaselt langenud. See võiks viidata sellele, et talvel on madalrõhkkondi üha rohkem. Ent siin tuleb järeldustega olla ettevaatlik: keskmised näidud on sageli eksitavad. Talve keskmine õhurõhk ei pruugi olla madal seetõttu, et on palju madalrõhkkondi, vaid ka näiteks siis, kui saabub paar-kolm eriti tugevat tsüklonit, milles on õhurõhk erakordselt madal.
Seega tuleb teha veel üks rehkendus: loeme kokku need mõõtekorrad, kus õhurõhk oli talve keskmisest madalam. Automaatjaamas mõõdetakse ilmaandmeid igal täistunnil ja nii on meil ööpäevas 24 mõõtmiskorda. Talve kohta teeb see 2160 või liigaastal 2184 arvu. Tulemust ehk osatähtsust kõikide mõõtekordade suhtes kajastab kõrvalolev joonis.
Keskmisest kõrgema rõhuga mõõtmiskordi on vaadeldava 18 aasta jooksul tõepoolest märgatavalt vähemaks jäänud. Kui kõrvutada seda teavet õhurõhu muutuste andmestikuga, võib mõningase kindlusega väita, et üha sagenenud madalrõhkkonnad on tinginud Eesti talvede soojenemise. Siinjuures peab rõhutama sõna „mõningase“, sest analüüsitav ajavahemik on lühike. Selleks et teha pädevaid järeldusi kliima kohta, peaks aegrea pikkus olema vähemalt 30 aastat. Teiseks on madalrõhkkondi küllaltki keeruline defineerida ja jälgida: üksnes kolme ilmajaama õhurõhu analüüs ei anna meile täit tõde.
Mida talviste madalrõhkkondade hulga jätkuvast kasvust siiski arvata ja kuidas see on seotud globaalse kliimasoojenemisega? Tänapäeval oskavad sünoptikud tsükloni liikumist ja sellega kaasnevat ilma päris hästi ennustada. Klimatoloogilises mõttes on madalrõhkkonnad aga endiselt üks keerukaim ja tülikaim uurimisteema. Tülikas näiteks kasvõi seetõttu, et madalrõhkkonnad erinevad omavahel eluea, liikumisteekonna pikkuse ja paljude teiste parameetrite poolest. Nad ei liigu sirgjooneliselt ning kiirendavad või aeglustavad oma kulgu üsna ettearvamatult.
Teaduslikus mõttes on veel lõpuni lahendamata ka küsimus, mismoodi soojem atmosfäär mõjutab meil kesklaiustel liikuvaid tsükloneid ja nende teekondi. Üldiselt võib eeldada, et suur osa kasvuhoonegaaside tõttu atmosfääri lõksu jäänud energiast talletub ookeanis ja selle vesi soojeneb. Sealt atmosfääri aurustuv vesi ongi madalrõhkkondadele põhikütus. Mida soojem kliima, seda rohkem veeauru ja seda tugevamad on madalrõhkkonnad. Need kesklaiustel tekkinud, kuid senisest võimsamad tsüklonid jaksavad tungida kaugemale põhja poole, lausa Arktika keskpiirkondadesse.
Ilmade virvarr
Kohalikus mastaabis võib kliimamuutusi vaadelda ka ilmade muutuse vaatevinklist: võibolla on meil soojade ilmade sagedus lihtsalt suurenenud? Küllap on selline probleemipüstitus lohutav, kui globaalne kliimasoojenemine tekitab närvilisust ja silmaring ei taha Eestist väga kaugele ulatuda. Niisugust kliima muutumise versiooni on meil samuti uuritud [vt 5].
Mingi piirkonna kliimat on tõesti võimalik uurida nii, et jagame selle keerulise ilmade virvarri põhivormideks, näiteks 9, 18 või 27 ilma- või tsirkulatsioonitüübiks. Maailmas leidub väga palju metoodikaid, kuidas sellist jaotust teha. Viidatud uurimuses [5] on liigituse aluseks õhuringlus: vaadeldud on õhu liikumise põhisuundi. Lihtsustatult: põhjakaartest tuleb meile külma, ida- ja lõunakaartest suvel sooja ja talvel külma, läänekaartest talvel sooja ja suvel jahedat õhku. Kui sooja ja külma õhku kandvad tsirkulatsioonitüübid kokku lugeda, siis selgub, et nende sageduses ei ole aastakümnetega ilmnenud erilist muutust (artiklis [5] on analüüsitud ajavahemikku 1966–2015). Seega, ei saa öelda, et sooja ilma tuleks sagedamini ette. Aga Eestisse kanduvate õhumasside omadused on tuntavalt muutunud: nende temperatuur on tõusnud. Eriti järsult on soojenenud nii-öelda külmad tsirkulatsioonitüübid: need seostuvad külmade õhumasside sissetungidega põhjast ja kirdest.
Siia võikski punkti panna ja võtta teadmiseks, et põhja poolt tulev külm õhk ei ole enam nõnda käre kui vanasti. Ent tegelikult tuleneb seegi globaalsemast protsessist: Arktika on soojenenud. Viimastel kümnenditel on õhutemperatuur põhjapolaaralade kohal eriti kiiresti tõusnud. See soojenemine ületab ligi neli korda keskmist temperatuuritõusu ülejäänud planeedil. Ajavahemikku 1979–2021 iseloomustab globaalse soojenemine 0,19 °C kümnendi kohta, kuid Arktikas on see olnud 0,73 °C ja kohati lausa 1,25 kraadi [6].
Külmik on rikkis
Arktika soojenemine on põnev teema, mille kohta avaldatakse maailmas iga aasta üle tuhande teadusartikli. Ühtlasi viitab see huvi asjaolule, et päris täpselt veel ei teata, miks temperatuurid just põhjapolaaralal sedavõrd tugevalt tõusevad. Polaaralade soojenemisel (ka Antarktikas kerkib temperatuur jõudsalt, aga mitte nii kiiresti kui Arktikas) on füüsikalised põhjused, mida kliimamudelid võrdlemisi edukalt kirjeldavad. Ent seda, miks soojenemine kulgeb ebatavaliselt kiiresti, mudelid siiski seletada ei suuda.
Miks me oma väikesel Maarjamaal peaksime Arktika soojenemise pärast muret tundma? Eriti kui laevatatavaks muutuvate polaarmerede kaudu lüheneks ühendustee Ida-Aasia tootjatelt Euroopa tarbijateni 40% võrra ja Hiina ning Jaapani kaupa saaksime praegusest tunduvalt odavamalt. Kas peaksime muretsema jääkarude pärast? Jääkarudel läheb praegusel ajal siiski suhteliselt hästi: peamiselt 1973. aastast kehtinud rahvusvahelise küttimiskeelu tõttu. Hea näide liigikaitse eduloo kohta!
Tegelikult on Arktika jää sulamisel hirmuäratavad tagajärjed. Nimelt on Arktika planeedi kliimasüsteemi külmkapp. Kui kodus on külmik rikkis, tekib sellest palju tüli. Ent kui globaalne süsteem korrast ära läheb, on ka mõju üleilmne.
Arktika jää peegeldab päris suure osa päikeseenergiast kosmosesse tagasi. Kui jää ära sulab, hakkab muidu peegeldunud energia neelduma Põhja-Jäämeres ja see võimendab globaalset soojenemist veelgi. Mõne Arktika piirkonna jääkatte ulatuse näitajatel on tugev kaugmõju meie maalähedase õhukihi temperatuurile ja tuulekiirusele kõikidel aastaaegadel [3]. Seetõttu hakkavad muutused põhjapolaaraladel otseselt mõjutama meie kliimaolusid.
Teine ränk oht Arktika soojenemisel seisneb selles, et suure osa põhjapoolsetes meredes elava fütoplanktoni ja kalade elutsükkel sõltub jääkattest ja selle aastaajalisest muutlikkusest. Kui kaob jää, kaovad ka paljud liigid, muutub mereökosüsteem. Mil moel hakkavad muutused ühe maailmamere osa elustikus mõjutama globaalset pilti? Kas Kirdeväila kaudu konteinerlaevadel saabuv kaubavoog hüvitab kliimamuutustest kalandusele tekitatava kahju? Teadusringkondadel on palju ainest, mille üle pead murda. Ent ilmselgelt on nendel muutustel väga ulatuslik ökoloogiline ja majanduslik mõju. Nendest ei jää puutumata ka Eestis elavad inimesed, hoolimata sellest, millises kirikus keegi käib, millise partei poolt hääletab või usub siiralt, et jutt kliimasoojenemisest on üleilmsete illuminaatide või reptiilide vandenõu.
1. Climate Indicatoris: Temperature. The Copernicus Climate Change Service, climate.copernicus. eu/climate-indicators/temperature. Viimati vaadatud 13. oktoobril 2023.
2. Jaagus, Jaak; Sepp, Mait 2016. Eesti kliima trendid ja režiiminihked. – Post, Piia; Järvet, Arvo; Tammiksaar, Erki (toim). Tartu Ülikooli Ilmade Observatooriumi 150. aastapäeva konverentside artiklid. Publicationes Geophysicales Universitatis Tartuensis 51: 88–100. Tartu Ülikooli Kirjastus, Tartu.
3. Jakobson, Liisi 2018. Mutual effects of wind speed, air temperature and sea ice concentration in the Arctic and their teleconnections with climate variability in the eastern Baltic Sea regioon. – Dissertationes Geophysicales Universitatis Tartuensis 66. Tartu Ülikooli Kirjastus, Tartu.
4. Keskkonnaagentuur: ajaloolised ilmaandmed, www.ilmateenistus.ee/kliima/ajaloolised-ilmaandmed. Viimati vaadatud 26. septembril 2023.
5. Lakson, Merily; Post, Piia; Sepp, Mait 2019. The Impact of Atmospheric Circulation on Air Temperature Rise in Estonia. – Frontiers in Earth Science 7: 1–12, doi.rog/10.3389/feart.2019.00131.
6. Rantanen, Mika et al. 2022. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. – Communications Earth and Environment 3: 168.
7. Sepp, Mait; Jaagus, Jaak 2007. Tsüklonid soojendavad talvesid. – Eesti Loodus 58 (3): 128–131.
8. Sepp, Mait; Sagris, Valentina; Tamm, Tanel 2015. Eesti asub kliimamuutuste tulipunktis. – Eesti Loodus 66 (8): 408–413.
9. Tõllasepp, August 1920. Vanasõnad ilmadest. Rahvaülikool, Tallinn.
Mait Sepp (1974) on geograaf, töötab Tartu ülikooli geograafiaosakonnas klimatoloogina.