Revontulten vaikutukset näkyvät Suomen talvilämpötiloissa ja sähkönkulutuksessa – polaaripyörre hajoaa taas

Energeettisten hiukkasten aiheuttama otsonikato voimistaa napa-alueella kiertävää polaaripyörrettä, joka puhaltaa lännestä itään. Nämä virtaukset vahvistavat myös maan pinnalla läntisiä tuulia ja tuottavat meille Suomeen ja Pohjois-Eurooppaan lauhoja talvia.

"Toisaalta heikon hiukkassateen aikana polaaripyörre voi heikentyä ja todennäköisyys sen rikkoutumiselle kasvaa, jolloin arktista, kylmää ilmaa pääsee valumaan etelään. Tällöin Suomessa koetaankin tyypillisesti kylmiä pakkaskelejä, kuten tänäkin talvena”, kertoo apulaisprofessori Timo Asikainen. ”Polaaripyörre on rikkoutunut tänä talvena jo kerran ja hajoaa uudelleen tulevana viikonloppuna. Omat mallimme ennustivat polaaripyörteen todennäköisen hajoamisen talven aikana jo viime kesänä.”

Arkikokemus osoittaa, että varsinkin Suomessa sähkön ja yleisemmin lämmitykseen tarvittavan energian kulutus riippuu todella paljon säätilasta. Tästä herääkin kysymys, kuinka paljon avaruuden hiukkassade voi vaikuttaa sähkönkulutukseen polaaripyörteen välityksellä? Oulun yliopiston avaruusilmastoryhmän tuoreessa tutkimuksessa pureuduttiin ensimmäistä kertaa juuri tähän kysymykseen.

Tutkimuksessa havaittiin hiukkassateen voimakas vaikutus Suomen talvilämpötiloihin sekä Suomen talviajan (tammi-maaliskuu) lämpötilariippuvaiseen sähkönkulutukseen. Energeettisten hiukkasten vaikutus selitti parhaimmillaan noin 14 prosenttia Suomen talviajan sähkönkulutuksen keskimääräisestä tasosta ja jopa 50 prosenttia sähkönkulutuksen vaihteluista.

”Merkittävimpänä tuloksena tutkimuksessa osoitettiin, että hiukkassade eli revontulet vaikuttavat merkittävästi Suomen talvilämpötiloihin ja sähkönkulutukseen polaaripyörteen kautta: voimakas hiukkassade vastaa korkeampia talvilämpötiloja sekä pienempää sähkönkulutusta ja päinvastoin”, toteaa väitöskirjatutkija Veera Juntunen.

Tutkimuksessa hyödynnettiin Energiateollisuuden kattavia sähkönkulutustilastoja 1990-luvulta nykypäivään. ”Näistä aineistoista täytyi huolellisesti poistaa Suomen lämpötiloihin liittymättömät vaihtelut, minkä jälkeen hiukkassateen vaikutus lämpötilaan ja sähkönkulutukseen paljastui ”, kertoo Juntunen.

Tämä yhteys oli voimassa Suomessa 1950-luvulta nykypäivään, mutta mielenkiintoisesti vain niinä talvina, jolloin päiväntasaajan stratosfäärin tuulet, niin sanotut QBO-tuulet, puhaltavat idästä.

”Tämä QBO-vaikutus on havaittu jo aiemmissa tutkimuksissa ja liittyy siihen, kuinka QBO-tuulien ollessa itäisiä ilmakehän suuren kokoluokan aallot, niin kutsutut planetaariset aallot, ohjautuvat alemmasta ilmakehästä napa-alueen stratosfääriin. Siellä, yhdessä hiukkassateen kanssa, ne luovat havaitun vaikutuksen napapyörteeseen” selventää Asikainen.

Tutkimus paljastaa uuden mielenkiintoisen avaruussään vaikutuksen yhteiskuntaan. Avaruudesta tulevan hiukkassateen huomioiminen voi auttaa ennakoimaan talvien lämpötilaa ja sähkönkulutusta parhaassa tapauksessa jo useita kuukausia ja jopa vuosia etukäteen, jos hiukkassateen määrää pidemmällä aikavälillä kyetään ennustamaan nykyistä paremmin.

• Tutkimus on julkaistu Scientific Reports -lehdessä: Juntunen, V., Asikainen, T. Electricity consumption in Finland influenced by climate effects of energetic particle precipitation. Sci Rep 13, 20546 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-47605-8
• Polaaripyörteen hajoamisen pitkäaikaista ennustamista on tutkittu artikkelissa Vokhmyanin, M., Asikainen T., Salminen A., Mursula K, Long-term prediction of Sudden Stratospheric Warmings with Geomagnetic and Solar Activity, J. Geophys. Res. Atmos., 128, e2022JD037337, 2022, https://doi.org/10.1029/2022JD037337

Oulun yliopisto, avaruusfysiikan ja tähtitieteen tutkimusyksikkö, avaruusilmaston tutkimusryhmä

Lue myös tutkijoiden blogi: Napapyörteen myöhäinen rikko pelasti Euroopan energiakriisiltä (2022)