Tutkimus: Suomen säähän vaikuttavan suihkuvirtauksen reitti on muuttunut

Ilmastonmuutoksen odotetaan vaikuttavan yläilmakehän suihkuvirtauksiin. Ne jakavat erilaisia ilmamassoja toisistaan. On mahdollista, että Suomen säähän vaikuttava polaarinen suihkuvirtaus siirtyy tulevina vuosikymmeninä vähitellen pohjoisemmas. Kuluneena syksynä ja alkutalvesta tilanne on kuitenkin ollut päinvastainen, kun suihkuvirtaus on madellut pitkään kaukana Suomen eteläpuolella.

Brittiläisessä tiedelehdessä Naturessa julkaistun tutkimuksen ("Trends in the atmospheric jet streams are emerging in observations and could be linked to tropical warming", 2023) mukaan pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteita halkovan polaarisen suihkuvirtauksen reitissä on havaittu viimeisen neljän vuosikymmenen aikana muutoksia. Suihkuvirtauksen keskimääräisen reitin havaittiin vähitellen hivuttautuvan kohti korkeampia leveysasteita, ja saman trendin odotetaan jatkuvan ilmastonmuutoksen myötä tulevinakin vuosikymmeninä.

Toisessa Nature-lehdessä julkaisussa tutkimuksessa ("Summer atmospheric circulation over Greenland in response to Arctic amplification and diminished spring snow cover", 2023) puolestaan puhutaan teemasta, jota moni muukin meteorologi on varmasti pohtinut: mitä tapahtuu Suomenkin säähän vaikuttavalle polaariselle suihkuvirtaukselle, kun pohjois-etelä-suuntaiset lämpötilaerot ilmastonmuutoksen seurauksena pienenevät ja pohjoisen napa-alueen jää- ja lumipeite vähenevät?

Vaikutus voi näkyä niin, että suihkuvirtauksesta tulee heikompi ja mutkittelevampi. Tämä voi johtaa siihen, että tietynlaiset sääasetelmat, kuten pitkäkestoiset sulkukorkeapaineet, saattavat tietyllä alueella kestää aiempaa pidempään.

Jos polaarisen suihkuvirtauksen keskimääräinen reitti siirtyy tulevina vuosikymmeninä pohjoisemmas ja suihkuvirtauksesta tulee yhä mutkittelevampi, vaikutukset Suomen säähän pähkinänkuoressa voivat olla seuraavat:

• Suomi kuuluisi useammin keskileveysasteiden lämpimän ilmamassan vaikutuspiiriin.
• Polaarisen suihkuvirtauksen siirtyminen korkeammille leveysasteille tai sen heikkeneminen pohjois-etelä-suuntaisten lämpötilaerojen pienenemisen myötä voisi vähentää myrskyjä Pohjois-Atlantilla ja Suomessa. Suomalaisen tutkimuksen mukaan tuulisuudessa ei vielä viime vuosikymmeninä ole havaittu Suomessa muutoksia ilmastonmuutoksesta huolimatta.
• Mutkittelevat ja paikalleen jämähtävät suihkuvirtaukset voivat tuoda pitkäkestoisempia lämpimän ja kylmän sään jaksoja, eli samantyyppinen säätilanne voi vastaisuudessa kestää aiempaa pidempään.
• Kylminä jaksoina lämpötilat eivät kuitenkaan laskisi enää niin alhaisiin lukemiin kuin ne laskisivat ilman modernin ilmastonmuutoksen vaikutusta. Lämpiminä jaksoina uusien lämpöennätysten todennäköisyys kasvaa.

Lue tarkemmin suihkuvirtauksista täältä!

Näin suihkuvirtaus vaikuttaa Suomen säähän

Voimakkaiden ilmavirtausten alueet, suihkuvirtaukset, syntyvät keskileveysasteilla troposfäärin yläosaan reilun 10 kilometrin korkeudelle sinne, missä pohjois-etelä-suuntaiset lämpötilaerot ovat ilmakehässä suurimpia. Yksi tällainen alue kulkee pohjoisella pallonpuoliskolla talviaikana leveyspiirien 45 °N ja 70 °N välillä.

Polaarinen suihkuvirtaus vaikuttaa eniten Suomen säähän, sillä usein sijaitsemme sen reitillä. Jos suihkuvirtaus kulkee talvella suoraan Suomen halki, sää on vaihtelevaa ja matalapaineita kulkee haipakkaan tahtiin maamme yli. Välillä on suojasäätä, välillä pakkasta. Tyypillisesti polaarisen suihkuvirtauksen pohjoispuolella ilma on kuivaa ja kylmää, kun taas sen eteläpuolella on keskileveysasteiden lämmintä ja kosteampaa ilmaa.

Jos Suomi kuuluu polaarisen suihkuvirtauksen pohjoispuolelle, kuten kuluneena syksynä ja alkutalvena on toistuvasti käynyt, sää on tavanomaista kylmempää ja kireitäkin pakkasia esiintyy ajoittain. Polaarisen suihkuvirtauksen pohjoispuolella ilmamassa on polaarista, ajoittain jopa arktista, eli se on lähtöisin Siperian tai Jäämeren suunnalta.

Suihkuvirtauksen asettuminen Suomen pohjoispuolelle puolestaan tietäisi meillä hyvin lauhaa suojasäätä lähes kautta maan. Tällöin etelä- ja länsirannikolla lumipeite ei tahdo pysyä maassa kauaa ja muuallakin maan etelä- ja keskiosassa sitä on normaalia vähemmän. Osassa maata sateet tulevat vetenä. Tällainen talvi koettiin viimeksi vuosina 2019–2020.

Tutustu myös tähän artikkeliin: Tiedätkö, mitä ilmamassa tarkoittaa? Tämä on arktisen, polaarisen ja keskileveysasteen ilmamassan ero

Miten käy, jos suihkuvirtaus siirtyy pysyvästi pohjoiseen?

Ilmastonmuutoksen myötä lämpötilan on havaittu kohoavan voimakkaimmin korkeilla leveysasteilla. Erityisesti pohjoisella napa-alueella lämpötila kohoaa suhteessa voimakkaammin kuin matalammilla leveysasteilla. Kun lämpötilaero eri leveysasteiden välillä pienenee, vaikutukset tuntuvat todennäköisesti myös suihkuvirtauksissa.

Tutkimuksen mukaan pohjoisen napa-alueen voimakas lämpeneminen ja lämpötilaerojen pieneneminen troposfäärin alaosassa voivat pakottaa polaarisen suihkuvirtauksen siirtymään eteläisemmille leveysasteille. Vastaavasti troposfäärin yläosan on ilmastonmuutoksen myötä arveltu lämpenevän eniten trooppisilla leveysasteilla, ja tällä olisi päinvastainen vaikutus, eli ylätroposfäärin lämpeneminen puskisikin suihkuvirtausta kohti pohjoista.

Näiden kahden ilmiön nettovaikutukseksi on esitetty, että polaarinen suihkuvirtaus siirtyisi vähitellen kohti korkeampia leveysasteita, eli tropiikin ylätroposfäärin lämpenemisen osittain kumoaisi napa-alueen alatroposfäärin lämpenemisen vaikutukset suihkuvirtaukseen. Tähän johtopäätökseen liittyi kuitenkin tutkimuksessa epävarmuuksia, koska tropiikin ylätroposfäärin lämpenemisen voimakkuutta on hankala ennustaa.

Tutkimuksen mukaan polaarisen suihkuvirtauksen siirtyminen kohti korkeampia leveysasteita on ollut selvempää talvikuukausina ja vähäisempää kesäisin. Mikäli menneiden vuosikymmenien trendi kuitenkin jatkuu ja polaarisen suihkuvirtauksen rata hivuttautuu kohti pohjoisempia leveysasteita, tarkoittaisi tämä väistämättä muutoksia myös Suomen säähän.

Jos suihkuvirtaus kulkisi vastaisuudessa yhä suuremman osan ajasta pohjoisempaa reittiä, kuuluisimme useammin keskileveysasteiden lämpimän ilmamassan piiriin, jolloin polaaristen tai arktisen ilmamassojen vaikutukset vähenisivät. Myös voimakkaiden myrskymatalapaineiden todennäköisyys pienenee tässä skenaariossa Pohjois-Atlantilla. Pidän mahdollisena, että myrskyisyys voisi tämän seurauksena vähentyä myös Suomessa, mutta vastaavasti myrskytuhot kuitenkin voivat kasvaa, kun maa on vähemmän aikaa vuodesta roudassa ja Itämeri on yhä suuremman osan talvesta jäätön.

Lue myös tämä: Matalapaine: Miten se syntyy ja minkälaista säätä siihen liittyy eri vuodenaikoina?

Entä jos suihkuvirtaus heikkenee ja mutkittelee?

Toisessa tutkimuksessa perehdyttiin siihen, miten ilmastonmuutos on muuttanut polaarista suihkuvirtausta Pohjois-Atlantilla mutkittelevammaksi ja kuinka pitkäkestoisten sulkukorkeapaineiden on huomattu kesäpuoliskolla lisääntyneen Grönlannissa. Tämä johtaa pohjoisella napa-alueella yhä nopeampaan lumi- ja jääpeitteen sulamiseen, mikä ruokkii entisestään ilmaston lämpenemistä alueella.

Tutkimustulos on mielenkiintoinen, koska olen myös itse usein pohtinut, mitä polaariselle suihkuvirtaukselle vuosikymmenien varrella tapahtuu. Kuten jo aiemmin todettu, jos napa-alue lämpenee voimakkaammin kuin eteläiset leveysasteet, syö tämä suihkuvirtauksen "polttoainetta" eli pohjois-etelä-suuntaisia lämpötilaeroja johtaen siihen, että suihkuvirtauksesta ei todennäköisesti tule enää yhtä voimakas ja zonaalinen kuin aiemmin. Zonaalinen virtaus on lännestä kohti itää etenevä vaakasuuntainen virtaus.

Suihkuvirtauksen heikkeneminen voi aiheuttaa sen, että virtauksesta tulee välillä hyvin mutkitteleva ja nämä suihkuvirtauksen syvät aallot etenevät lännestä itään aiempaa hitaammin. Suihkuvirtauksen jämähtäminen tietylle reitille tuo samalle alueelle pitkäksi aikaa hyvin yksitoikkoista säätä: suihkuvirtauksen aallonpohjassa kylmä sää voi jatkua kauan ja vastaavasti suihkuvirtauksen aallonhuipussa voi olla hyvinkin lämmintä viikkotolkulla.

Kuluneen syksyn ja alkaneen talven aikana polaarinen suihkuvirtaus on ollut hämmästyttävän pitkän aikaa epätyypillisen alhaisilla leveysasteilla Etelä- tai Keski-Euroopan ilmatilassa. Tämä on johtanut Pohjois-Euroopassa keskivertoa kylmempään säähän ja pakkaspiikkeihin. Syy, miksi suihkuvirtaus matelee näin pitkään samalla reitillä, selittyy todennäköisesti luonnollisilla tekijöillä, kuten Pohjois-Euroopassa vastassa olevalla korkeapaineen alueella.

Jääkin nähtäväksi, miten muuttuva ilmastomme tulee tulevina vuosikymmeninä vaikuttamaan suihkuvirtauksen reittiin sekä voimakkuuteen ja miten muutokset heijastuvat Suomen säähän. Arktisen alueen jää- ja lumipeitteen väheneminen voivat tuoda vielä uusia yllätyksiä, ja toisaalta emme tiedä vielä tarkalleen, kuinka paljon ylätroposfäärin lämpeneminen tropiikissa sekoittaa pakkaa. Epävarmuuksia siis riittää.

Tutustu myös tähän: Mitä eroa on säällä ja ilmastolla?

Lähteet:

Nature-lehdessä julkaistu tutkimus, 2023: "Trends in the atmospheric jet streams are emerging in observations and could be linked to tropical warming"

Nature-lehdessä julkaistu tutkimus, 2023: "Summer atmospheric circulation over Greenland in response to Arctic amplification and diminished spring snow cover"

Helsingin yliopisto, tutkimus, 2020: "Winds and Windstorms in Northern Europe and Finland"

Markus Mäntykannas
meteorologi