Lämpötila nousee ja sateet lisääntyvät Miten Itämeri muuttuu? Markku Viitasalo Merikeskus Hietaniemi, Helsinki Kuva: Riku Lumiaro Vuoden luonnonkuva 2008: ”Etelä-Suomen talvi” Simo Mikkonen

BACC I (2008) BACC II (tulossa) HELCOMin yhteenveto M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Esityksen aiheet Ilmastonmuutoksen vaikutukset lajien levinneisyyteen ulappaekosysteemiin (turska, silakka, kilohaili) rehevöitymiseen M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Ilman lämpötila nousee eniten pohjoisessa 1978-2007 => 2069-2098 Veden lämpötilan muutos (ºC) Samoin veden lämpötila 3 2,5 2 3,5 1971-2000 => 2040-2069 4 Ilman lämpötilan muutos (ºC) A1B emissioskenaariolla M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Seuraukset Biologiset prosessit kiihtyvät Lämpimästä vedestä hyötyvät lajit lisääntyvät ja leviävät Kylmää vettä kaipaavat lajit vähenevät M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Sadannan keskimääräinen muutos (%) Vertailu 1961-90 => 2071-99 ENSEMBLES-projektin mallinnuksen mukaan (13 RCM:ää) Joulu-helmi-kuu Kesä-elokuu Makean veden vuosittainen valuma Itämereen kasvaa 15-22% Lähde: HELCOM BSEP 137 M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Vesi makeutuu! Seuraukset: Makeaa murtovettä suosivat lajit lisääntyvät ja leviävät Merilajit vähenevät ja levinneisyysalueiden rajat siirtyvät etelämmäksi Rehevöityminen pahenee?? M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Levinneisyys-alueet muuttuvat pintaveden saliniteetin mukana 2005 2025 3 3 4 5 4 5 6 7 6 Ljungberg et al., in prep. MARISPLAN project 2045 2095 3 3 4 Original data: ECOSUPPORT, courtesy of Markus Meier, SMHI, Sweden 5 4 5 6 M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Levinneisyys-alueet muuttuvat pintaveden saliniteetin mukana 2005 2025 3 3 4 5 4 5 6 7 6 Ljungberg et al., in prep. MARISPLAN project 2045 2095 3 3 4 Original data: ECOSUPPORT, courtesy of Markus Meier, SMHI, Sweden 5 4 5 6 M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Miten eläinten ja kasvien levinneisyys Itämeressä muuttuu jos Itämeren suola-pitoisuus alenee? Kuvassa nykytilanne Meriajokas vaatii vähintään 5 promillen suolaisuutta Itämerikalvosarja www.ymparisto.fi

Merijään ekosysteemi kärsii lämpenemisestä Overall succession in the ice ecosystem. The likely chnages are: shortening of the ice covered period; thinning of ice cover; less snow cover on the ice. Hermanni Kaartokallio/SYKE M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Merijään ekosysteemi kärsii lämpenemisestä Hermanni Kaartokallio/SYKE Overall succession in the ice ecosystem. Th elikely chnages are: shortening of the ice covered period; thinning of ice cover; less snow cover on the ice. M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013 Baltic ringed seal itämerennorppa, Phoca hispida botnica, gives birth to her pups on the ice M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

RKTL:n turskaguru Eero Aro ystäviensä seurassa Baltic ringed seal itämerennorppa, Phoca hispida botnica, gives birth to her pups on the ice M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Ravinnekuormitus maalta Ulapan ekosysteemi Turska, kilohaili, silakka ja plankton varsinaisella Itämerellä Ilmaston-muutos Saliniteetti laskee Enemmän makeaa vettä Ravinnekuormitus maalta Lisää ravinteita Vähemmän suolapulsseja Vähemmän happea Turskan lisäänt. heikkenee Vähemmän turskaa Turskan kalastus Vähemmän meriplanktonia Enemmän kilohailia ja silakkaa Silakan kasvu hidastuu Silakka saa vähemmän energiaa Kilohaili ja silakka kilpailevat The BACC II Marine Ecosystem authors’ interpretation of the processes. Very chematic. Several possible effect left out for clarity. Vähemmän eläinplanktonia = korkea = keskim. = matala Luotettavuus Enemmän kasviplanktonia Lähde: Viitasalo et al. (BACC II, valmisteilla)

Miten ilmastonmuutos vaikuttaa Itämeren rehevöitymiseen? M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Mallinnus: Kyllä! Ilmastonmuutos pahentaa rehevöitymistä Kevään kasviplanktonmäärä tilanteessa, jossa päästöjen vähentäminen ei edisty [”REF”]; [A1B-emissiot] Ilman ilmastonmuutosta Ilmastonmuutoksella Meier et al. (2012): Modeling the combined impact of changing climate and changing nutrient loads on the Baltic Sea environment… Clim. Dyn. M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

ravinteiden huuhtoumalle maalta ja veden ravinnesuhteille? Jos ilman lämpötila, sadanta ja jokivaluma kasvavat, veden lämpötila kasvaa ja suolaisuus laskee. Mutta mitä tapahtuu ravinteiden huuhtoumalle maalta ja veden ravinnesuhteille? veden kerrostuneisuudelle ja happitilanteelle? sisäiselle kuormitukselle? mikrobiologisille prosesseille ja perustuotannolle? M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Improved O2 conditions Deteriorated O2 conditions Effects of increased temperature and freshwater discharge (Viitasalo 2012) Less sea ice Precipitation increases Air temperature increases Sea surface temperature increases Stronger temperature stratification Stronger density stratification Reduced convective mixing More positive water balance of the Baltic Sea Less saline water inflow through the Danish Straits Stagnation of deep water Increased mixing of water column Improved O2 conditions Reduced mixing of water column Deteriorated O2 conditions More wind induced turbulence of water Freshwater discharge into the Baltic Sea increases Increased mixing of water at mid depths WINTER SUMMER Lower salinity above halocline M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Mitä ravinnevalumille tapahtuu? Bertel Vehviläinen & Markus Huttunen, SYKE Vesikeskus M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Fosforivaluma (P-tot) Suomenlahteen Koko vuoden kumulatiivinen summa tonnia 2001-10 2011-20 Ennuste: Fosforivaluma laskee hieman! 2021-30 2031-40 2041-50 2051-60 Huttunen et al. (ICECREAM-malli) According to this scenario, P-load from Finnish rivers into the Gulf of Finland will decrease by 15-20% in 50 years! WHY? Changes in runoff & Fertilization will be kept at present levels (which is much less than in 1990-1995) Tämä tulos on Markuksen esitelmästä Marisplan Annual Meetingissä 24.1.2013 Kuukausi M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Jokivirtaama (Suomesta) Suomenlahteen Hydrologinen malli: Huttunen et al. m3/s 2051-60 Virtaama kasvaa talvella ja vähenee kesällä. Kevättulva ei niin ”äkkinäinen”. 2041-50 2031-40 2021-30 2001-10 kuukausi M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Lisää makeaa vettä = lisää rehevöitymistä Onko näin? MIKSI? Koska orgaaninen hiili on ”hyvää ruokaa” bakteereille! Pohjanlahdella: ”During years with high freshwater discharge, the ratio of bacterial vs. primary production increases.” Wikner & Andersson 2012: Increased freshwater discharge shifts the trophic balance… Global Change Biol. 18: 2509-2519 M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

Pohjan-lahti Itämeren pääallas Enemmän makeaa vettä jokien kautta mereen Enemmän ravinteita mereen Enemmän kasviplanktonia ja sinileviä Enemmän DOC:ia mereen Pohjan-lahti Itämeren pääallas Enemmän bakteereja Vähemmän valoa Bakteerit ja kasviplankton kilpailevat ravinteista Kasviplanktontuotanto laskee Happitilanne heikkenee Enemmän sedimentaatiota Fosforia vapautuu sedimenteistä Differences in the responses (tu freshwater) of the food webs of different basins. BACC II marine Ecosystems authors’ interpretation. Enemmän makeaa vettä => rehevöityminen pahenee More freshwater discharge => rehevöityminen vähenee Meier et al. 2012 Wikner & Andersson 2012 Lähde: Viitasalo et al. (BACC II, valmisteilla)

Johtopäätökset Lämpötilan ja suolaisuuden muutos vaikuttavat eliöiden fysiologiaan ja lajien levinneisyyteen Ilmastonmuutos todennäköisesti pahentaa rehevöitymistä varsinaisella Itämerellä - mutta Pohjanlahdella ehkä ei Itämeren sisäisten prosessien muutokset tärkeämpiä Itämeren tilalle kuin ilmastonmuutoksen aiheuttamat hitaat muutokset ravinnevalumissa - seurauksia ekosysteemiin vaikea ennustaa Siksi ravinteiden päästörajoituksiin kannattaa edelleen pyrkiä M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013

M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013 Figure 1. Salinity (blue), mean weight-at-age of 4-5 year old Baltic herring (green) and salmon landings for the Finnish offshore fisheries (red). All data for the Gulf of Finland. Symbols: annual data; lines: 7-yr moving averages. Sources: salinity and herring: Rönkkönen et al. 2004; salmon landings: Anon. 2004: Report of the Working Group on the Assessment of Baltic Salmon and Trout. ICES CM 2004/ACFM:23. M. Viitasalo, Toimittajakoulutus: Ilmastonmuutos 7.10.2013