Miks Maa kliima soojeneb?

50a tagasi käis noor klimatoloog  Tarand külmal lõunamandril oma doktoritöö materjali kogumas. 
Vahepeale on peale teaduse ellu mahtunud nii mõndagi, sh suur poliitika.
Veebruaris 2019 tegi dr Tarand taas tuuri Antarktisesse, et oma silmaga uurida, kas siis sulab või ei.
Sulab.

Käesolev artikkel on avaldatud ka ajakirjas Jälg, märts 2019. Jälgi Jälge

Viimastel aastakümnetel on mitmel pool maakeral olnud kliima soojenemisest nii palju juttu, et avaliku arvamuse küsitlustel peavad paljude riikide kodanikud soojenemise võimalike tagajärgede tõttu seda tänaste globaalprobleemide hulgas tähtsuselt esimeseks (eeskätt Euroopa Liidus). Aeg-ajalt lükkab mõni erutav konflikt maakeral kliimamuutuse mõju ka teisele kohale. Samal ajal leidub kogu aeg kuskil ikka ka mõni juraklik poliitik (näiteks 15 aastat tagasi Tšehhi president Vaclav Klaus, praegu USA president Donald Trump ja ilmselt tema mõjul ka Eestis üks Riigikogu fraktsiooni esimees), kes asjast tuhkagi aru saamata võtavad söakalt sõna kliima soojenemise vastu, luues samas seda seisukohta toetavaid vandenõuteooriaid.

Tõsi, igal arenenud teadusemaal on leidunud ka mõni teadlane või libateadlane, kes kuulutab, et tema küll sellesse soojenemisesse ei usu või siis süveneb mõõtmis- või statistika vigadesse, et maailmas toimuv “oma usku” sobitada. COP 15 (Conference of Parties – osapoolte konverents) Kopenhaagenis sai enne oma toimumist (detsember 2009) umbes saja teadlase allkirjaga Maa soojenemist eitava kirja, kusjuures IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change – Valitsustevaheline Kliimamuutuste Komisjon) üldistab oma aruannetes ÜRO-le vähemalt 2000 teadlase mitme aasta töö). Loomulikult ei lahendata teaduslikke probleeme häälteenamuse või avaliku arvamuse tulemustega, kuid neid lahendatakse teadusajakirjades ja teadust populariseerides suhteliselt avatud kombel. Seepärast on teie ees lugeda veel üks katse ilma-asju veidi seletada ja seda enamasti Eesti (või Läänemere regiooni) andmetele toetudes.

Esimene asi on üle korrata, millest me räägime, kui räägime ilmast, ilmastikust ja kliimast.

Eestikeelne terminoloogia kujunes suures osas saksa keele mõjul (die Wetter, Witterung, Klima) ja seda meie õnneks. Inglise või rootsi keeles sõna “ilmastik” ei ole – olgu, nad saavad ilma hakkama. Aga Soomes jälle “ilmasto” on olemas (kuid kattub osaliselt kliimaga). Meie eelis on see, et saame ennast ajaliselt täpsemini väljendada.

Kaheksa aastat tagasi ütles üks nüüdseks manalamehest telereporter: ”Mis kliima soojenemisest nad räägivad – vaadaku aknast välja!” Tal oli pisut õigus: see talv oli veel lumisem kui tänavune, aga pilk aknast välja kõneleb meile üht-teist ilmast ja peaaegu mitte midagi kliimast. Ilmastik sobib eesti keeles öelda mõnenädalase kuni aastaaja pikkuse perioodi kohta. Aga termin kliima õigustab ennast alles siis, kui näiteks õhutemperatuuri või õhurõhu kohta on vaatlusi ja märkmeid tehtud kolmekümne aasta kestel, rehkendatud neist keskmised, maksimumid ja miinimumid, võrreldud neid enne olnud kolmekümne-aastaste perioodidega või minu poolest ka Liivimaa linnu Tartut ja Riiat omavahel.

Eesti esimese kliimakirjelduse instrumentaalvaatluste põhjal kirjutas Tallinna Toomkooli professor C. L. Carpov. See oli “esialgne”, kuna ta meieni jõudnud vaatlused vältasid vaid 15 aastat. Tuleb lisada, et 30 aastat on vähim, aga mitte piisav aeg kliimamuutuste ja -kõikumiste kindlaks tegemiseks. Näiteks sademete korral (neil on teatud tsüklilisus) võiks perioodi pikkus olla 50 aastat ja kui meid huvitavad erakordsed nähtused, peab periood nende karakteristikute ammendavaks kirjeldamiseks olema vaatlusi paar sajandit. Olgu siinkohal märgitud, et Tartu ülikoolis pidas professor A. Oettingen esimese loengu kliimast aastal 1865 ja sama aasta lõpul avati Tartu ülikooli Meteoroloogia observatoorium, mis korrastas ja ühtlustas ilmavaatlusi Eesti-, Liivi- ning Kuramaa kubermangudes. A. Oettingeni loenguaastaga 1865 langeb kokku veelgi huvitavaid seiku maailma meteoroloogias ja ka klimatoloogias, kus järelduste tegemine rohkem aega võtab.

Kolm vaala: #1 – CO2

Aga üks väga oluline tulemus jõudis siiski veel jõustuda 19. sajandi lõpul. Jutt on Rootsi nobelistist (1903) Swante Arrheniusest (1859-1927), kes õppis Uppsala ülikoolis matemaatikat, füüsikat ning keemiat. Ta doktoritöö füüsikalisest keemiast oli sedavõrd uudne, et paljud kolleegid Rootsis distantseerusid. Abi tuli Tartu Ülikooli ainukeselt tulevaselt nobelistilt Friedrich Wilhelm Ostwaldilt (1909), kes spetsiaalselt Rootsi sõitis ja Arrheniuse seisukohti selgitas, kuna ta oli tunnustatud füüsik ja keemik. Meie loo seisukohalt on aga olulisem aasta 1895, mil olles edutatud Stockholmi Kõrgkooli füüsika professoriks, arvutas Arrhenius esimesena, et fossiilsetest kütustest atmosfääri paisatav süsinikdioksiid on võimeline Maa kliimat mõjutama. Kaks põlvkonda hiljem (1958) rajas Charles David Keeling CO2 mõõtmise laboratooriumi Mauna Loa vulkaanile üle kolme km kõrgusele (et vältida lokaalseid mõjusid, sellepärast keset Vaikset ookeani ja kõrgele). Hiljem on analoogseid mõõtmisi tehtud muudeski “puhastes paikades” nagu näiteks Antarktikas ja kõik mõõtmised näitavad CO2 kontsentratsiooni pidevat tõusu.

Kui minu koolipäevil õpetati, et atmosfääri CO2 sisaldus on 0,03%, siis nüüd sammume taeva all, kus teda leidub 0,04%. Nii väikesed arvud ei ole muidugi paljudele autoriteetsed, kuid võtkem siis juurdekasvuks kuuekümne aastaga 25% – ehk mõjub?

Kui võtta rahvusvaheliste arengumärkidena Arrheniuse ja Keelingi tulemused CO2 kumuleerumisest atmosfääri ning teiselt poolt Eesti põlevkivientusiastide avaldused ikka edasi põlevkivi kasutada (ja neid toetab usus vähemalt üks akadeemik, et inimkonnal küll kliimale mõju ei ole), siis tuleb tõdeda, et Rootsi ja Ameerika teadlastest mahajäämus oma kaks- kolm põlvkonda on Eesti teaduses kurblik tõsiasi.

#2 – mandrite triiv

Teine oluline avastus Maa kliima kujunemise ajaloos jääb kahekümnenda sajandi algusesse. See on Alfred Wegeneri poolt esmakordselt aastal 1911 märgitud hüpotees mandrite triivist. Ta lähtepunktiks oli Aafrika ja Lõuna-Ameerika rannajoonte kokkusobivus, mida enne tedagi märgatud oli, kuid Wegener pani tähele ja kogus hulgaliselt paleontoloogilisi leide, mis nende mandrite kunagist ühtekuuluvust tõestasid. Aastal 1915 ilmus esimene trükk ta raamatust “Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (Mandrite ja ookeanide tekkimine). Siin joonistas ta välja kunagise ühtse Pangea mandri ja selle lagunemise koostisosad praeguste kontinentide piiridega. Selle sajandi kahekümnendatel aastatel ilmus veel kolm trükki raamatut täiendatud kujul ning ka Inglise ja Ameerika tõlked. Ei saa öelda, et ta pooldajate arv oleks kohe suureks kasvanud, kuid mõned geoloogid siiski olid ka ta toetajad. Kõige karmim kriitika tuli USA geoloogide poolt. Põhiline probleem oli see, et mis on mandrite liikumise mehhanism? Sel ajal puudusid veel tõendid, mis mandrilaamade olemasolu oleks tunnistanud ning Wegener hindas üle ka mandrilaamade liikumiskiirust. Wegeneri taassünd algas eelmise sajandi kuuekümnendatel ja esimesena Inglismaal.

USA ja NSVL geoloogid pidasid oma kaitsepositsioonil pikemat aega vastu, kuid paleomagneetilised uuringud ja ookeanide põhja puurimised hajutasid tasapisi ka nende vastupunnimise ning selle lõpetasid sootuks GPS-i abil sooritatud otsesed mõõtmised. Kes on käinud Vilsandi saarel majaka juures ja seal koralle vaadanud, ärgu arvaku, et Läänemere idaranniku vesi on nii soe olnud, et korallid said seal kasvada. Need kasvasid umbes 300 miljonit aastat tagasi, kui Läänemeri koos teda praegu ümbritseva Põhjalaga asus kuskil Kanaari saarte kandis.

#3 – astronoomia

Kolmas suur Maa kliimakujundaja avastati samuti eelmise sajandi kahekümnendatel aastatel. Sedapuhku astus lavale serblane Miljutin Milankovitch (1879 – 1958), kes lõpetas Viini ülikooli ning asus tööle Belgradi ülikooli 1904.aastal. Ta üritas seletada jääaegade teket astronoomiliste teguritega (Maa orbiidi kuju ümber Päikese on kord ümmargusem ja kord elliptilisem; Maa pöörlemisel telje nurk ekvaatori tasapinna suhtes muutub umbes 21,8 ja 24,4 kraadi vahel (kiikumine); kolmandaks toimub veel telje võnkumine, mis sarnaneb põrandal pöörlema pandud vurri loperdamisega pöörlemise lõppfaasis.

Tõepoolest ei saa eitada, et päikesekiirguse summaarne intensiivsus maapinnaühikule nendest teguritest sõltub. Milankovitchi arvutusi on korduvalt uuendatud, kuid veendumus nende üliheast kokkusattumusest jääaegadega on ikka veel natuke kahtluse all, sest jääaegade algused ja lõpud pole kuigi täpselt dateeritavad. Milankovitchi tsüklite pikkus on 21 000 aastat (võnkumine), 40 000 aastat (kiikumine) ning 100 000 aastat (orbiidi venitatus). Mis meile täpselt teada, on see, et praegu 2019.a. jaanuaris asub Antarktis päikesele lähemal kui meie suvel juulis, mistõttu kiirgust saab sealne jää rohkem kui Põhjala. Seni on Antarktika mandriliustik suurema osa kiirgusest maailmaruumi tagasi saatnud.

Tuleb veel märkida, et laamtektoonika liikumised tekitavad kliimat mõjutavaid situatsioone ajaühikus miljonid aastad. Orbiidi muutused ja telje vigurite tagajärgi mõõdame kümnetuhandete aastatega, aga inimtekkeline atmosfääri sodimine on toime pandud umbes pooleteist sajandi jooksul. Nii et pole see inimkond nii nõrguke midagi – kui üksmeeles tossutama hakkab, muudab kliimatki. Ainult et praegu on saabunud aeg, kus samasuures üksmeeles tuleb tossutamist vähendada niipalu, et rong rööbastelt maha ei jookseks.

Lisame siia antropotseeni ajastule mõned illustratsioonid Eesti ja meie lähiümbruse muutustest, mille pikemad tõestused on trükitud raamatus A. Tarand, J. Jaagus, A. Kallis “Eesti kliima minevikus ja tänapäeval”, Tartu, 2013. On mõistetav, et kui räägime soojenemisest, siis huvitab meid eelkõige temperatuur, ehkki Maa ökosüsteemidele pole vee (sademete) saadavus ja jaotus põrmugi vähemtähtsad. Meenutades veelkord Barry Commonery maksiimi “Kõik on seotud kõigega”, mis tähendab otse ja kaudsete või vahendatud seoste olemasolu ja ühtlasi meie teadmiste piiratust iga lüli tähtsuse hindamisel, ei alahinda me ka ühtki tegurit kliima-süsteemi kujunemisel, kuid piirdume siiski ainult mõne näitega.

Kas soe suvi ikka tuleb?

Võtame käsile õhutemperatuuri rekonstrueerimise ajaloolisel ajal ja vaatleme siis olukorda veidi laiemalt naabrite andmete abiga. Ei ole paljas juhus, et Tallinnas kirja pandud andmed laevade liikumisest sadamasse ja siit jälle merele osutusid heaks talvede karmuse indikaatoriks. Nimelt selgus, et Rootsi piiskop Olaus Magnus on tema joonistatud Läänemere kaardil (1539) märkinud jäätumise piiri üsnagi Tallinna lahe lähedale. Informatsiooni sai ta koguda mõistagi vanadelt merekarudelt ehk muistsetelt kaptenitelt.


Olaus Magnuse kaart
Carta Marina
aastast 1539

Tõsine Läänemere uurimine mereäärsete riikide koostöös algas sada aastat tagasi ja peagi selgus, et keskmine jääpiir Soome lahel peab ikka paika vähemalt Olaus Magnuse ajast. Soome uurijad vaatasid läbi tohutu materjali, millest lähtus võimalus rekonstrueerida Läänemere jäätumise maksimaalne piir igal aastal alates 18. sajandist. Kui otsad olid kokku seotud, siis selgus, et maksimaalne jäätumine, mis on tugevas seoses talve karmusega ja Tallinna sadama jääminek, mis on omakorda tugevas seoses Läänemere maksimaalse jäätumisega, ongi üks paremaid talvede karmuse indikaatoreid Läänemerel. Meenutan, et talved määravad suuremas osas ka selle, kas meie kliima soojeneb või jaheneb.

Joonis 1 (ajakiri Jälg) peaks andma ettekujutuse nii meie kliima kõikumiste kui ka muutumise kohta talvisel aastaajal. Andmete vähesuse tõttu on perioodid 14. ja 15. sajandil pisut pikemad, ülejäänud sajandid on jagatud kolmandikkudeks (33-34 aastat). Silma peaks torkama kiire soojenemine 20. sajandil, mille viimase kolmandiku keskmine õhutemperatuur on 2,4 kraadi soojem kui kõige külmemad “Väikese jääaja” perioodid.

Joonisel 2 (ajakiri Jälg) on kujutatud nelja linna (Riia, Stockholm, Tallinn, Peterburi) õhutemperatuuri käik 10-aastaste libisevate keskmiste abil.

Siin tuleb tähelepanu juhtida asjaolule, et Riia andmete puhul ei ole vaatluste metoodikast ning jaama asukohtade muutustest põhjustatud vead arvesse võetud, mistõttu vahekord Stockholmi kõveraga on heitlik. Teiste jaamade, s.h. Stockholmi andmed on homogeniseeritud, nagu nende vigade filtreerimist nimetatakse.

Stockholmi puhul juhime tähelepanu ajavahemikule 1867–1900, mil linna tööstuslik kasv oli kiire. Sellega kaasneb ka suuremates linnades soojasaare levik laiemale territooriumile. See on mõjutanud 0,4 kraadi võrra Stockholmi kogu perioodi temperatuuri kasvu, mida ei saa panna CO2 süüks. Soojem linnakliima on küll ka inimtekkeline, aga ta on igas linnas lokaalne nähtus, mis otseselt ei ole globaalne soojenemine. Peterburgi (vahepeal Leningrad) tabas sama saatus kaks korda. Siin oli tööstusliku arengu tipp ajavahemikul 1900-1933 ja siis pandi tähele, et linna kasv jõuab Vassili saarel mereni ning jaam koliti uude kohta.

Nagu jooniselt näha astus soojenemine Tallinna pisut kõrgemale keskmisele kõverale kannule. Teine vaatus hargnes aastail 1951 kuni 1975, kus Peterburi temperatuur taas Tallinna tasemele jõudis. Mul ei ole aimu, kas jaam uuesti minema viiakse, aga igal juhul ei ole Peterburi andmed enam representatiivsed. Sama kartus on praegu Tallinna meteojaama kohta, kus Harkus asuvale jaamale järjest uusi ladusid ja töökodasid lähemale kolib.

Me võime neljale linnale juurde panna Helsingi ja ikka kordub sama lugu. Ühesõnaga, ka elektroonsete mõõteriistade juures ei ole globaalne soojenemine määratav ülimalt täpselt. Nimetatud vigadest hoolimata võime meie regioonis leppida sellega, et kahe sajandi jooksul on keskmine õhutemperatuur kerkinud 1° võrra. 2° on seatud Euroopa Liidu eestvõttel planetaarseks piiriks, aga nagu mandriliustike, Arktika ja Siberi igikeltsa kiirenev sulamine praegu näitab, viivitamise aega ka ei ole.

Sellepärast ei ole ruumi arvamustele, et oh, meie saastame nii vähe ja võime vanaviisi jätkata küll. Väikeriigi olemasolu garantii ei ole petukaup vaid seda on solidaarsus oma rolli täitmisega. Väikeriigi olemasolu garantii ei ole petukaup vaid seda on solidaarsus oma rolli täitmisega.


Kliima soojenemise poolt ja vastu on tohutult materjali. Julgeme soovitada mõnda allikat:

Sinu kommentaar

Kommenteerimiseks palun logi sisse, kasutades üht neist võimalustest:

WordPress.com Logo

Sa kommenteerid kasutades oma WordPress.com kontot. Logi välja /  Muuda )

Google photo

Sa kommenteerid kasutades oma Google kontot. Logi välja /  Muuda )

Twitter picture

Sa kommenteerid kasutades oma Twitter kontot. Logi välja /  Muuda )

Facebook photo

Sa kommenteerid kasutades oma Facebook kontot. Logi välja /  Muuda )

Connecting to %s