Miksi sademetsien alueella on suurempi hiilidioksidipitoisuus kuin muualla?

Miksi joidenkin sademetsien alueella on suurempi hiilidioksidipitoisuus kuin muualla? Copernicus Atmosphere Monitoring Servicen kuvassa näkyy globaalia jakaumaa CO2-pitoisuudesta. Suuri CO2-pitoisuus näkyy osassa Amazonia sekä Afrikan keskiosissa, mutta ei esim. Indonesian alueella, jossa myös on paljon sademetsää.

https://atmosphere.copernicus.eu/charts/cams/carbon-dioxide-forecasts?facets=Family,Greenhouse%20gases&time=2019062600,3,2019062603&projection=classical_global&layer_name=composition_co2_surface

Asiantuntijavastausta odotellessa toimituksen vinkkejä kuvan tulkintaan:

Kyseessä on ennuste hiilidioksidipitoisuudelle reiluksi neljäksi vuorokaudeksi eteenpäin. Kuvan alla aikajana, josta voi klikata eri ajanhetkiä ja tarkastella, miten pitoisuus muuttuu, aika-askel on 3 tuntia. Aika on ilmoitettu UTC:nä (Coordinated Universal Time eli “Greenwichin aika”). Kartan pitoisuuksissa näkyy hyvin vuorokaudenajan ja yhteyttämisen suuri vaikutus: iltapäivällä pitoisuudet pienimmät (päivällä yhteyttäminen sitoo ilmasta hiilidiksidia) ja suurimmat aamuyöllä (yöllä ei yhteyttämistä, kasvit vapauttavat jonkin verran hiilidioksidia soluhengityksessä). Kartalla näkyy kiinnostavia hot-spotteja Lähi-idän öljyntuotatoalueilla, suurten kaupunkikeskusten päällä, jotkut punaiset läikät voivat olla myös metsäpaloja.

Ylävalikosta voi valita myös pienempiä alueita tarkasteltavaksi.

Kartassa CO2-pitoisuus ilmoitetaan ppm-yksiköissä, väriskaala on kuvan alla (ppm = parts per million eli miljoonasosaa ilman molekyyleistä, voidaan kirjoittaa myös ppmv = parts per millon by volume kuten tässä kartassa on tehty). Keskimääräinen pitoisuus ilmakehässä maan pinnan lähellä on tällä hetkellä noin 410 ppm.

Kartat on tuotettu säämalleilla, jotka käyttävät mittausdataa (satellittit + pintamittaukset) ennusteiden tekemiseen (ECMWF = European Centre for Medium-Range Weather Forecasts).

Ennusteet tuottaa EU:n rahoittama Copernicus-ohjelma:
“Copernicus is the European Union’s Earth Observation Programme, looking at our planet and its environment for the ultimate benefit of all European citizens. It offers information services based on satellite Earth Observation and in situ (non-space) data .”
https://www.copernicus.eu/en

Hei Janne,

Kiitos kysymyksestäsi – hyvä ja tarkka huomio!

Ilmakehän CO2-pitoisuudessa on monen aikaskaalan vaihtelua: pitkän aikavälin kasvu, vuosien välinen vaihtelu, vuodenaikojen välinen vaihtelu sekä vielä lyhyemmän ajan vaihtelua mm. säätilasta ja vuorokauden ajasta johtuen. Tässä linkkaamassasi kuvassa, joka on osa CAMS-mallin lyhyen aikavälin CO2-ennustetta, kuvataan CO2-pitoisuus lähellä maanpintaa klo 00 UTC – 03 UTC. Tämä ajoittuu siis Amazonissa iltaan, ja Afrikassa yöhön. Kuten Sanna-Liisa jo edellä kertoi, voi vuorokausivaihtelu hiilidioksidivuossa ja siten pinnan lähellä ilmakehän CO2-pitoisuudessa olla huomattavaa yhteyttämisen korostuessa päivällä (CO2-vuo ilmakehästä metsään, eli metsä on tilapäisesti hiilinieluna) ja soluhengityksen yöllä (CO2-vuo metsästä ilmakehään, eli metsä on tilapäisesti hiilen lähteenä). Kun painat animaation käynnistävää nuolta linkkaamallasi sivulla alhaalla oikealla, huomaat, kuinka CO2-pitoisuus muuttuu vuorokauden ajasta riippuen: myös Indonesian alueilla ennustetaan korkeampia CO2-pitoisuuksia paikalliseen yöaikaan.

Hiilidioksidi kulkee sademetsässä siis jatkuvasti molempiin suuntiin, sekä kasveista ilmakehään että toisin päin. Ilmaston kannalta merkittävää onkin, miten (sade)metsä käyttäytyy pidemmällä aikavälillä – tällaisesta yhden ajanhetken arviosta ei voida päätellä, onko alue pitkäaikaisesti hiilidioksidin lähde tai nielu.

Copernicus-ohjelman CAMS-mallin lisäksi on muita vapaasti saatavilla olevia mallinnustuloksia, esimerkiksi NOAA:n CarbonTracker. Tässä alla haluan vielä havainnollistaa CarbonTrackerin karttojen avulla sitä, kuinka esimerkiksi Amazonin alue voi toimia paikoin hiilinieluna (sininen väri kartassa) sekä hiilen lähteenä (punainen väri kartassa), ja miten tämä vaihtelee vuosien välillä.

Vuoden 2013 CO2-vuon keskiarvo, ensimmäinen kuva ylävasemmalla:
https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/carbontracker/fluxmaps.php?region=sam&average=annual&date=2013#imagetable

Vuoden 2016 CO2-vuon keskiarvo, ensimmäinen kuva ylävasemmalla:
https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/carbontracker/fluxmaps.php?region=sam&average=annual&date=2016#imagetable

Hannakaisa Lindqvist
Ilmatieteen laitos, Kaukokartoitus, Kasvihuonekaasut ja satelliittimenetelmät