Mitä, missä, miten, miksi?
Vesistöjen metaani- ja ilokaasupäästöjen rooli pohjoisen valuma-alueen kasvihuonekaasutaseissa
Hankkeen tavoitteena on kehittää valuma-aluetason alueellistamistyökalu vesialueiden ja maaekosysteemien
kasvihuonekaasupäästöjen määritystä varten pohjoisille alueille. Työkalua tarvitaan valuma-aluetason
järjestelmien kasvihuonekaasutaseiden ja ilmastovaikutusten arvioinnin parantamiseen.
Yleisenä tavoitteena on selvittää vesialueiden metaani - ja typpioksiduulipäästöjen suuruus, ajallinen ja alueellinen vaihtelu sekä verrata niitä maaekosysteemien päästöihin Pallasjärven valuma-alueella Länsi-Lapissa. Tutkimus täydentää merkittävällä tavalla alueella jo tehtyä ja käynnissä olevaa, kasvihuonekaasuihin liittyvää tutkimusta täydentämällä jo tunnettuja maaekosysteemien KHK-taseita (kasvihuonekaasutaseita) tiedolla vesialueiden metaani - ja typpioksiduulipäästöistä.
Aineisto kerätään vuosien 2022 ja 2023 aikana kesä -lokakuussa. Aineisto tulee näin kattamaan koko sulavesikauden. KHK -vuomittaukset toteutetaan kammiomenetelmällä (ks. kuva 1). Pallasjärvellä kaasupäästöjä mitataan 22 pisteestä, pienempiä järviä 4 –7 pisteestä riippuen järven koosta sekä virtavesiä edustavasti eri maanpeitteet huomioiden 42 pisteestä. Metaanin ja typpioksiduulin kammiomittauksien lisäksi mitataan mittauspisteen vedensyvyys ja vesipatsaan profiilin sähkönjohtavuus, happipitoisuus ja lämpötila. Vedestä otetaan näytteet kaasukoostumuksen sekä kemiallisen koostumuksen määritystä varten kuukausittain kesä -lokakuun lisäksi keski - ja lopputalvesta. Järviin asennetaan lämpö - ja paineantureita monitoroimaan vesikerroksessa tapahtuvia muutoksia (ks. kuva 2). Lisäksi jokaiselle järvelle asennetaan kamerat, joiden avulla saadaan selville jäiden lähtö - ja tulopäivät. Virtavesistä mitataan edellä mainittujen lisäksi veden virtausnopeus.
Vertailemme vesialueiden kasvihuonekaasupäästöjä maaekosysteemien päästöihin. Arvioimme maaekosysteemien
vuot yhdistämällä kaukokartoitus
- ja paikkatietoaineistot mittausaineistoihin. Arvioimme maaekosysteemien
maanpeitettä ja topografiaa maanpeitekarttojen (esim. Corine ja monilähde
-VMI), satelliittikuvien (Sentinel
-1 ja 2) ja
Maanmittauslaitoksen maastomallin avulla. Määritämme eri maanpeite
- ja ekosysteemityypeille keskimääräiset
vuoarvot hyödyntämällä maaekosysteemien kaasunvaihdosta kertynyttä aiempaa laajaa aineistoa (mm. Akatemian
rahoittama UPFORMET
-hanke sekä ICOS:iin kuuluvat mittauskohteet). Edellä kuvatun laajan aineiston avulla
luomme valuma
-aluetason alueellistamistyökalun, jolla voidaan määrittää muiden pohjoisten alueiden valuma
-
aluetason järjestelmien kasvihuonekaasutaseita.
Ilmastonmuutoksen hillintätoimissa onnistuminen vaatii tarkkaa tutkimustietoa ja ymmärrystä luonnollisista ja ihmistoiminnan aiheuttamista kasvihuonekaasujen (KHK) päästöistä ja nieluista. Näin esimerkiksi kansalliset ilmastotoimet voidaan kohdentaa ja mitoittaa oikein. Maaekosysteemien (metsät, suot, suometsät) KHK-taseista on jo olemassa kohtalaisesti tietoa, kun taas vesistöjen KHK-tutkimus, etenkin muiden kasvihuonekaasujen (metaani, ilokaasu) osalta, on noussut valokeilaan vasta viime aikoina. Vesialueet ovat suurin epävarmuuslähde IPCC:n arviossa globaalista metaanibudjetista. Ilokaasupäästöjä pohjoisista vesistä ei juurikaan ole tutkittu. Luotettavia arvioita vesistöistä vapautuvien kasvihuonekaasujen määristä, niiden alueellisesta ja ajallisesta vaihtelusta sekä päästöihin vaikuttavista tekijöistä tarvitaan siksi kipeästi. Koska pohjoisilla alueilla ilmasto lämpenee jopa tuplasti globaalia keskiarvoa nopeammin, on uusi tieto varsinkin pohjoisen havumetsävyöhykkeen alueelta erittäin tärkeää. Tässä hankkeessa kerättävä tieto ja siitä jalostetut laskentatyökalut palvelevat ensisijaisesti ilmastomallien kehittämistä. Ilmatieteen laitoksessa tehdään kv-yhteistyötä mm. Global Carbon Project:in ja CMIPmallivertailuprojektin tiimoilla, joilla molemmilla on suora linkki IPCC-työhön. Näissä käytetyt ilmastojärjestelmämallit, joilla tehdään ennusteita lämpenemisestä, ja jotka sisältävät yhä enemmän erilaisia palauteilmiöiden kuvauksia, hyötyvät tuloksistamme. Myös metaanin inversiomallitus hyötyy suuresti vesialueiden ja valuma-aluetason päästöjen tarkemmasta ymmärryksestä, ja hankkeen tulokset palvelevat inversiotyötä mm. parempien ”a priori-päästökenttien” muodossa.

Kuva 1. Kirjoittaja suorittamassa kammiomittausta tutkimusalueella.

Kuva 2. Mittalaitteiden asennusta Lapin yössä.