Uusi simulaatio auttaa ennustamaan meren pinnan nousua
Timo Riikilä
Merenpinnan nousu on suurimpia ilmaston lämpenemisen aiheuttamia uhkia. Seuraavan vuosisadan aikana siihen vaikuttavat eniten jään sulaminen ja jäävuorten lohkeaminen. Lohkeamisen simulointi on suurimpia tieteellisiä haasteita merenpinnan nousun ennustamisessa. Simuloiminen on ollut hankalaa ja erityisen vaikeaa on ollut lohkeamisen sisällyttäminen ilmastonmuutosmalleihin. Professori Jussi Timonen ja tohtorikoulutettava Timo Riikilä fysiikan laitokselta olivat mukana tutkimusryhmässä, joka onnistui simuloimaan jäävuoren lohkeamista. – Vertasimme jäävuorten lohkeamisesta Svalbardissa, Alaskassa, Grönlannissa ja Etelänapamantereella tehtyjä laajoja havaintoja teoreettisiin tarkasteluihin ja uudenlaisten tietokonesimulaatioiden tuloksiin, tohtorikoulutettava Timo Riikilä selittää. Tutkijat huomasivat, että jäävuorten lohkeamistahti noudattaa ns. skaalauslakia jäävuorten tilavuuden vaihdellessa yhden ja triljoonan kuutiometrin välillä. Tämä tarkoittaa, että tapahtuma on samanlainen pienille ja suurille
jäävuorille. Uudet tietokonesimulaatiot, jotka kuvasivat miljoonien jääpartikkelien muodostamien jäätiköiden lohkeamista, olivat hyvin sopusoinnussa havaintojen kanssa. – Jään lohkeaminen aiheutuu sen läpi nopeasti etenevästä säröstä. Jäävuoren koon ja lohkeamisten välisten odotusaikojen jakaumat muistuttavat läheisesti hiekkakasan vyöryille kehitettyjä jakaumia. Hiekkakasamalli on ns. itseorganisoituvasti kriittisten järjestelmien perusmalli, Jussi Timonen kuvailee. Tulos viittaa siihen, että jäävuorten lohkeaminen edustaa itseorganisoituvasti kriittisten järjestelmien käyttäytymistä. Malli toimii kriittisen pisteen läheisyydessä siten, että jää välillä etenee (alikriittisellä alueella) ja välillä vetäytyy (ylikriittisellä alueella) riippuen ilman lämpötilan vaihteluista. Siten ympäristö vaikuttaa jäävuorten lohkeamiseen; välillä voi olla hyvin vähäistä jäävuorten muodostusta ja välillä jäätikkö voi hävitä kokonaan, jonka tutkijat ovat havainneet. Menetelmän avulla pystytään myös ennustamaan meren pinnan tulevaa kehitystä. Tutkimus tehtiin yhteistyössä suomalaisten, ruotsalaisten, yhdysvaltalaisten ja kiinalaisten tutkimusryhmien kanssa, ja se on julkaistu Nature Geoscience –lehdessä. Timo Riikilä
Simulaatio Kronebreen jäätikön etureunasta. Jäätikön edustalla vertailukohteena 100 metriä pitkä jäänmurtaja.
36 | Fysiikan laitos