Millaisia muutoksia ennustetaan maastopaloihin Suomessa?
Maastopalot ovat yksi ilmaston lämpenemisen myötä muuttuva luonnonilmiö. Tutkijat arvioivat, millaisia muutoksia maastopalokauden kestossa, maastopalojen määrässä ja palaneen alueen suuruudessa tullaan näkemään kuluvan vuosisadan loppuun mennessä Suomessa.
Johdanto
Monelle suomalaiselle maastopalo on vain kuva liekkimerestä iltauutisissa jostain kaukaa. Vielä 1800-luvulla kaskiviljelijät polttivat metsää pelloksi ja kokivat maaston palamisen arvaamattomuuden. Nykyihmiselle nuotion katsominen on rauhoittavaa, mutta ajatus vapaasti etenevästä liekkimerestä on kauhistuttava.
Maastopaloja pyritään torjumaan niiden haitallisten vaikutusten vuoksi. Erityisesti nopeasti etenevät, puiden latvoihin ulottuvat ja laajat maastopalot aiheuttavat kotien, peltojen, eliöiden ja elinympäristöjen tuhoutumista. Lisäksi ekosysteemien palautuminen ennalleen voi olla erittäin hidasta. Maaperän vaurioituminen maastopaloissa edesauttaa eroosiota ja mutavyöryjä. Maastopalo voi heikentää ilmanlaatua sen synnyttämien savun ja myrkyllisten palokaasujen vuoksi. Savua kulkeutuu ilmakehässä pitkiä matkoja ja lisääntynyt hiukkasten määrä ilmassa saa auringonlaskut näyttämään normaaliakin hienommilta.
Maastopaloista on myös hyötyä. Hitaasti etenevät pintapalot kuuluvat luontoomme ja ylläpitävät monimuotoisuutta. Ne edesauttavat ekosysteemien uudistumista ja ovat elinehto korkeista lämpötiloista ja hiiltyneestä puusta riippuvaisille lajeille. Polttamista on käytetty hyväksi viljelyssä, koska se vapauttaa ravinteita kasvien käyttöön. Maaston hallittu polttaminen auttaa torjumaan tauteja ja pitää paloaineksen eli palavan materiaalin määrän maltillisena.
Yksi merkittävä maastopalojen vaikutus ovat niiden myötä vapautuvat kasvihuonekaasut ja näiden kaasujen aiheuttama ilmaston lämpeneminen, joka puolestaan lisää riskiä uusille maastopaloille.1 Korkeampi lämpötila merkitsee suurempaa todennäköisyyttä syttymiselle, koska paloaines kuivuu nopeammin. Erityisesti pitkät kuivat ja kuumat jaksot altistavat maastopaloille.2 Ilmaston lämpenemisen vuoksi maastopalot ovat muuttuneet yhä voimakkaammiksi, jolloin niiden vaikutukset koskettavat yhä useampia meistä.
Tutkimuksessamme arvioimme ilmaston lämpenemisen aiheuttamia muutoksia maastopaloihin. Keskityimme tarkastelemaan millaisia muutoksia palokauden pituudessa, maastopalojen määrässä ja palaneen alueen suuruudessa tulee tapahtumaan vuoteen 2100 mennessä.
Miten tutkimus tehtiin?
Maastopaloja voidaan tutkia käyttämällä fysiikan lakeihin, kuten energian ja aineen säilymiseen, perustuvaa matemaattista mallia, joka on yksinkertaistettu kuvaus todellisuudesta. Esimerkiksi liekin syttymiseen tarvitaan riittävästi kuivaa paloainesta, syttymispisteen ylittävä lämpötila ja happea. Käytettävän mallin valinta riippuu siitä, mihin tarkoitukseen sitä halutaan käyttää, millaista dataa eli tietoa meillä on saatavilla sekä millainen tietokonekapasiteetti meillä on käytettävissä. Mallintaminen voidaan tehdä laajoille alueille ja pitkälle ajalle monimutkaisista prosesseista eli tapahtumaketjuista hyvinkin nopeasti, mikä ei ole mahdollista suoraan mittaamalla eli havaitsemalla. Malleilla voidaan tutkia myös erilaisia, tietyissä olosuhteissa toteutuvia mahdollisuuksia eli skenaarioita ja asioiden välisiä vaikutuksia toisiinsa.
Käytimme tässä tutkimuksessa maastopalot sisältävää prosessipohjaista ekosysteemimallia,3 joka perustuu ekosysteemin prosessien mallintamiseen. Mallissa kasvillisuuden, maaperän ja ilmakehän välisiä prosesseja, kuten hiilen ja veden kiertoa, kuvataan matemaattisilla yhtälöillä. Mallinnuksen aikana lasketaan päivittäinen arvo paloaineksen määrälle ja kosteudelle. Niiden perusteella lasketaan, miten todennäköisesti ja montako paloa syttyy, sekä palojen koko eli paloala. Lisäksi malli arvioi myös maastopalojen aiheuttaman kuolleisuuden puille, palon keston ja maastopaloissa vapautuneen hiilidioksidin määrän.
Tässä tutkimuksessa teimme maastopalojen mallinnuksen jokaiselle päivälle vuodesta 1951 vuoteen 2100 kuuden eri ilmastoskenaarion eli lämpenemisennusteen perusteella. Ilmastoskenaario sisältää ennusteen ilmaston lämpenemisestä ja fysiikan lakeihin pohjautuvan ilmastomallin. Ilmastoskenaarion perusteella lasketaan ekosysteemimallin toimintaa ohjaavat arvot muun muassa lämpötilalle, sademäärälle ja tuulen nopeudelle.
Mitä tutkimuksessa löydettiin?
Mallinnuksen tuloksena saimme kuusi erilaista ennustetta ilmaston lämpenemisen vaikutuksesta maastopaloihin Fennoskandiassa. Tulosten analyysissa keskityimme Suomeen.
Analyysissa tarkastelimme muutosta eli laskujemme perusteella olevaa eroa vertailukauden ja vuosisadan lopun keskiarvojen välillä. Valitsimme vertailujaksoksi vuodet 1981–2010 edustamaan nykyilmastoa. Vertasimme sitä kuluvan vuosisadan loppuun vuosiin 2071–2100. Jaoimme mallinnetun alueen n. 1300 km2 kokoisiin ruutuihin ja laskimme tulokset jokaiselle mallinnusruudulle erikseen. Suurimmassa osassa mallinnusruuduista muutos on tilastollisesti merkitsevä, jolloin tulos on tilastollisen testin mukaan todellinen eikä johdu satunnaisesta vaihtelusta. Esitimme tulokset karttoina, joissa palokauden pituuden, metsäpalojen määrän ja palojen pinta-alan muutos vaihtelee eri lämpenemisennusteiden mukaan (Kuva 1).
Havaitsimme maastopalojen määrän muutoksen vaihtelevan merkittävästi eri lämpenemisennusteiden ja alueiden välillä. Lämpenemisennusteiden eli ilmastoskenaarioiden väliset erot johtuvat lämpötilan kasvusta ja käytetystä ilmastomallista. Tutkimuksemme mukaan metsäpalokauden arvioidaan pidentyvän 20–52 päivää. Esimerkiksi keväällä maastopalokauden pidentyminen liittyy lumen sulamisen aikaistumiseen. Ennusteessa 1 sademäärän kasvu lieventää lämpötilan nousun vaikutusta ja palojen määrä laskee Suomessa keskimäärin 96 paloa vuodessa eli 7 %. Ennusteessa 6 lämpötila nousee enemmän ja palokauden sademäärä jopa paikoin laskee, jolloin maastopalojen määrän ennustetaan kasvavan keskimäärin 1248 paloa eli 98 % vuodessa. Muiden ennusteiden arvot ovat näiden välillä. Vuosisadan lopussa Suomessa arvioidaan olevan keskimäärin 1320–2568 paloa vuodessa, jolloin Suomessa palaa metsää yhteensä 6,55 km2 – 12,49 km2.
Tuloksissa havaittiin merkittävää vaihtelua alueesta ja ilmastoskenaariosta riippuen. Yleinen trendi on, että maastopalokausi pitenee ja palojen määrä sekä palanut alue kasvavat vuosisadan loppuun mennessä suhteessa vertailujaksoon 1981–2010. Merkittävien erojen eri lämpenemisennusteiden ja alueiden välillä tulkitaan johtuvan lähinnä muutoksista lämpötilassa ja sademäärässä.
Lopuksi
Vaikka matemaattisissa malleissa ei voida huomioida kaikkia yksityiskohtia maastopaloista, niiden avulla saadaan hyödyllistä tietoa ja ennusteita mahdollisista kehityskuluista tulevaisuudessa. Tätä voidaan käyttää hyväksi varautumisessa. Maastopalojen tehokas ehkäisy, havaitseminen ja sammuttaminen tulee varmistaa myös tulevaisuudessa. Ilmaston lämpeneminen lisää maastopalojen riskiä, koska kuumien ja kuivien kausien odotetaan yleistyvän ja pidentyvän.
Todellisuutta joudutaan yksinkertaistamaan malleissa, mikä pitää ottaa huomioon, kun niiden tuloksia tulkitaan. Maastopalot syttyvät pääasiassa ihmisen toiminnan, kuten nuotioiden, tupakoinnin, voimalinjojen, koneiden ja tuhopolttojen, vuoksi. Mallissa palojen syttymiseen vaikuttaa väestöntiheys. Käyttämässämme mallissa ihmisen toimia maastopalojen sammuttamiseksi ei huomioida. Mallin tuloksia voidaan tarkentaa myös huomioimalla paremmin turvemaat, joissa maaperä palavaa kytemällä, mikä vaikuttaa palon syttymiseen, etenemiseen ja sammuttamiseen.
Helpoin tapa ehkäistä maastopaloja on huolellisuus tulenkäytössä. Tulensytyttäjän tulee tarkistaa varoitukset, valita turvallinen tulentekopaikka, valvoa tulta koko ajan ja sammuttaa se huolellisesti.