Termiset kasvukaudet ovat pidentyneet ja lämmenneet Pohjois-Euroopassa

Ilmastonmuutoksen yksi konkreettisimmista vaikutuksista ovat pitenevät ja lämpenevät termiset kasvukaudet. Tällä tarkoitetaan ajanjaksoa, jolla päivän keskilämpötila on pysyvästi yli +5 °C. Terminen kasvukausi on voimakkaasti kytkeytynyt kasvien kasvuun ja ekosysteemien toimintaan. Aikaisemmat arviot Pohjois-Euroopan kasvukausista ovat pitkälti vanhentuneet ja/tai niiden alueellinen erotuskyky on riittämätön käytettäväksi ilmastonmuutoksen vaikutusmalleissa.

Climate Dynamics -sarjassa julkaistu tutkimus tarkasteli havaittuja kasvukausia nykyoloissa (keskimääräinen tilanne 1990–2019) sekä niiden menneitä muutoksia ajanjaksolla 1950–2019. Tutkimuksessa yhdistettiin laajan sääasemaverkon havainnot, tarkka tieto maanpinnan muodoista ja peitteestä sekä tilastollinen mallinnus. Tuloksena oli paikkatietoaineistoa kasvukausioloista erittäin tarkalla 100 m x 100 m alueellisella erotuskyvyllä kattaen Suomen, Ruotsin, Norjan ja Tanskan. Uusien, vapaasti saatavilla olevien aineistojen avulla tutkijat pystyvät jatkossa arvioimaan entistä tarkemmin muun muassa Pohjois-Euroopan kasvuolosuhteita sekä esimerkiksi tuhohyönteisten, kuten kirjanpainajan, esiintymistä ja puustolle aiheutuvia tappioita.

Kasvukausiolojen alueellinen vaihtelu suurta

Tutkimus korostaa keskimääräisten kasvukausiolosuhteiden huomattavan suurta alueellista vaihtelua. Pohjois-Euroopassa tätä vaihtelua säätelevät erityisesti leveyspiiri, korkeussuhteet sekä vesistöjen läheisyys. Esimerkiksi kasvukauden pituuden havaittiin vaihtelevan 105 (Skandien vuoristo) ja 252 (Tanskan alangot) päivän välillä. Vastaavasti tehoisan lämpösumman havaittiin vaihtelevan 452 ja 1933 °C vrk välillä.

”Tilastollisessa analyysissä myös kaupunkimaisen maankäytön havaittiin vaikuttavan kasvukausiin niitä keskimäärin pidentäen ja lämmittäen”, toteaa tutkimusprofessori Juha Aalto Ilmatieteen laitokselta.

Termisen kasvukauden alueellinen vaihtelu Pohjois-Euroopassa. Kartat perustuvat tilastolliseen mallinnukseen, jossa on huomioitu maantieteellinen sijainti, korkeus merenpinnasta sekä vesistöjen ja maanpeitteen vaikutus sääasemilla mitattuihin kasvukausiolosuhteisiin. Lähde: Aalto et al., (2021).

Termisessä kasvukaudessa (a=alkupäivämäärä, b=loppupäivämäärä, c=pituus, d=tehoisa lämpösumma) on huomattavaa pienipiirteistä vaihtelua, johon vaikuttaa mm. korkeussuhteet ja paikallinen topografia, metsälatvuston määrä sekä vesistöjen läheisyys. Maisemaikkunat edustavat 437,5 km2 suuruisia alueita.

Havaitut muutokset selkeitä ja linjassa aiemman tutkimustiedon kanssa

Tutkimuksessa käytetyn sääasema-aineiston perusteella kasvukauden alku on aikaistunut keskimäärin 15 päivällä tarkastelujaksolla 1950–2019. Paikoin muutos on ollut huomattavasti suurempi ja aikaistumista on tapahtunut yli kuukaudella. Keskimäärin kasvukaudet ovat pidentyneet 23 päivällä, suurimpien muutosten ollessa yli 1,5 kuukautta. Kasvukausien pidentyminen on johtunut erityisesti kasvukauden alun aikaistumisesta: 349 sääaseman joukosta kasvukauden alun muutos oli tilastollisesti merkitsevä 73 % asemista, kun vastaava osuus kasvukauden lopun suhteen oli 19 %. Pidemmän kasvukauden myötä myös tehoisa lämpösumma on kasvanut keskimäärin 287 °C vrk, vaihteluvälin ollessa 84–602 °C vrk.

Kasvukausissa tapahtuneiden muutosten havaittiin olevan erityisen suuria tutkimusalueen eteläosissa sekä alavilla alueilla. Kasvukauden pidentyminen on linjassa ilmaston lämpenemisen kanssa, mutta myös ilmakehän luontainen vaihtelu selittää osan muutoksista. Lisäksi paikallisilla ympäristötekijöillä huomattiin olevan vaikutusta muutosnopeuteen – esimerkiksi vesistöjen läheisyys pienensi keskimäärin kasvukausien muutoksia.

Tarkalle kasvukausitiedolle on suuri tarve

Käytännön elinkeinot tarvitsevat tietoa sekä ilmaston lämpenemisestä että kasvukausien maantieteellisestä vaihtelusta paikasta toiseen. Viljelijät voivat tarkastella eri peltolohkojensa välisiä eroja tai sitä, miten ilmasto on muuttunut ja vaikuttanut viljelykasvien menestymiseen sekä niiden tuholaisten esiintymiseen maatiloilla. Tuloksia on tulkittava varoen, sillä esimerkiksi kuivuusjaksojen esiintymisestä tarvitaan vielä lisää tutkimusta. Hedelmäpuiden viljelijät voivat arvioida, miten kasvukausi riittää eri lajien ja lajikkeiden kasvatukseen. Kasvukauden piteneminen ja varsinkin kevään aikaistuminen todennäköisesti lisää puiden kasvua, mutta tuhotekijöiden voimistuminen voi viedä osan tästä kasvusta. Ilmastonmuutokseen sopeutuminen tarkoittaa haitallisten vaikutusten torjumista tai ainakin vähentämistä ja samanaikaisesti tarttumista uusiin mahdollisuuksiin, joita ilmastonmuutos tuo tullessaan.

Yhteispohjoismaiseen tutkimukseen osallistui tutkijoita Ilmatieteen laitokselta, Helsingin yliopistosta, Ruotsin maatalousyliopistosta sekä Norjan ilmatieteen laitokselta. Tutkimus on osa Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamaa MONITUHO-hanketta, jonka tavoitteena on kehittää kirjanpainajalle Suomen oloihin soveltuva metsätuhojen ennakointi- ja riskinhallintajärjestelmä.

Lisätietoja:

Tutkimusprofessori (tenure-track) Juha Aalto, Ilmatieteen laitos, juha.aalto@fmi.fi

Dosentti Päivi Lyytikäinen-Saarenmaa, Metsätieteiden osasto, Itä-Suomen yliopisto, paivi.lyytikainen-saarenmaa@uef.fi

Aalto, J., Pirinen, P., Kauppi, P. E., Rantanen, M., Lussana, C., Lyytikäinen-Saarenmaa, P., & Gregow, H. (2021). High-resolution analysis of observed thermal growing season variability over northern Europe. Climate Dynamics. https://doi.org/10.1007/s00382-021-05970-y (open-access)

Tieteellinen artikkeli luettavissa täällä