Tiedote - Väitös parantaa pohjoisten metsien hiilidioksidinvaihtokuvausta malleissa

Kuva: Eija Vallinheimo

Ilmatieteen laitoksen tutkija Tea Thum väittelee 4. joulukuuta. Väitöskirjatutkimuksessa havaittiin laajasti kasvillisuuden kuvauksessa käytetyn mallin parametrien vuodenaikaisuusvaihtelu pohjoisissa havumetsissä, millä oli merkittävä vaikutus metsiköiden vuosittaisiin hiilitaseisiin.

Ennusteiden mukaan ilmastonmuutos vaikuttaa ilman lämpötiloihin pohjoisilla leveysasteilla merkittävästi. Pohjoisessa sijaitsevat boreaaliset metsät ovat tärkeitä globaalin hiilenkierron kannalta toimien suurina hiilinieluina ja -varastoina. Ilmastonmuutos voi muuttaa boreaalisen metsän kykyä toimia hiilinieluna vaikuttamalla pohjoisen vuodenaikaisuussykliin.

Ilmastonmuutoksen seuraukset pyritään ennustamaan globaalien ilmastomallien avulla. Maanpinnan kasvillisuus on merkittävässä roolissa globaalissa hiilenkierrossa. Tea Thumin väitöskirjatyössä tutkittiin, kuinka boreaalisen alueen hiilidioksidinvaihdon mallintamista voitaisiin parantaa. Vuodenaikaisuusvaihtelun huomioon ottaminen oli merkittävä laskettaessa metsien hiilitasetta.

Työssä kehitettiin metsikkötason malli, jossa käytetään samaa biokemiallista mallia kuvaamaan yhteytystä kuin monissa globaaleissa ilmastomalleissa. Metsikkömallissa käytettiin apuna mittausdataa neljästä eri havumetsästä, jotka sijaitsevat Ruotsissa ja Suomessa. Parametrien arvioinnissa käytettiin mikrometeorologisia mittauksia, joissa mitataan suoraa hiilidioksidinvaihtoa kasvillisuuden ja ilmakehän välillä. Tutkimuksessa huomattiin vuodenaikaista vaihtelua biokemiallisen mallin parametreissa, jota ei ole tällä hetkellä kuvattu nykyisin käytössä olevissa malleissa.

Ilman lämpötila vaikutti eniten hiilidioksidinvaihtoonTyössä tutkittiin myös monien eri meteorologisten ja biologisten muuttujien yhteyttä hiilidioksidinvaihdon vuodenaikaisuusvaihteluun. Ilman lämpötilasta lasketut erilaiset indeksit kuvasivat hyvin vuodenaikaissykliä. Näitä käyttäen saatiin myös yleistettyä edellä saatujen parametrien vuodenaikaisvaihtelu, jolloin mallitustulokset paranivat. Myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta, kasvien klorofyllifluoresenssia ja lumen sulamisen alkamista verrattiin metsän hiilidioksidinvaihtoon. Nämä kaikki toimivat suhteellisen hyvinä arvioina hiilidioksidinvaihdon alkamisesta keväällä. Tätä tietoa voidaan käyttää laajemman skaalan mallitustyössä. Työssä tutkittiin myös sitä, kuinka erilaiset fysikaaliset prosessit vaikuttavat koivunlehden ilmaraon hiilidioksidinvaihtoon käyttämällä yksityiskohtaista kolmiulotteista mallia. Yleensä mallituksessa näitä pienen skaalan prosesseja ei oteta huomioon, vaikka väitöstutkimus paljasti näiden prosessien olevan merkittäviä.

Tea Thum on syntynyt vuonna 1976 Helsingissä. Hän on kirjoittanut ylioppilaaksi Koivukylän lukiosta vuonna 1997. Tea Thum väittelee 4.12. klo 12 Physicumissa salissa D101. Vastaväittäjänä on apulaisprofessori Almut Arneth Lundin yliopistosta. Väitöksen otsikko on Modelling boreal forest CO2 exchange and seasonality/Boreaalisen metsän hiilidioksidinvaihdon ja vuodenaikaisuusvaihtelun mallinnus.

Lisätiedot:Tutkija Tea Thum, puh. (09) 1929 5427, tea.thum@fmi.fi

Ilmatieteen laitoksen tiedotteet ovat saatavilla myös RSS-syötteenä osoitteesta http://ilmatieteenlaitos.fi/tiedotteet/rss.