Environmental Pollution Accentuates Problems of Hypoxic Fish: Why?

Maanantai 20.9.2021 klo 14:55 - Mikko Nikinmaa

Hypoxia, i.e., low oxygen concentration, has increased in aquatic environments throughout the world. Hypoxia is mainly caused by eutrophication of waters whereby the oxygen consumption of organisms (but also oxidation of dead materials) increases. The occurrence of hypoxia is either continuous or diurnal. Diurnal changes in oxygen levels occur, if the eutrophication is mainly resulting from the increased biomass of photosynthetising organisms: during the day, when light is available, the increased photosynthesis can cause the environment to become hyperoxic, while at night even those organisms only respire, whereby the oxygen level drops. Continuous hypoxia occurs, when the oxygen demand always exceeds its diffusion (especially from the air) and production.

Fish take up the oxygen they need via the gills. The gills are also the major site of acid-base and ion regulation. This dual function has generated the “osmorespiratory compromise”:   high functional surface area and low diffusion distance favour oxygen uptake, whereas low functional surface area and high diffusion distance favour ion regulation. Aspects of this have been reviewed by Wood and Eom in Comparative Biochemistry and Physiology A-Molecular & Integrative Physiology 2021 Vol. 254 (DOI: 10.1016/j.cbpa.2021.110895). From the environmental pollution point of view, it is important to note that many if not most pollutants have important effects on gills.

Because of the effects of pollutants on gills, it can be expected that the hypoxia responses of fish are affected by pollutants. This is all the more worrisome, as the same sources are the cause of both eutrophicating nutrients and many toxic wastes, i.e., water that has gone through wastewater treatment plants. Lau et al. have studied, how hypoxia responses of fish vary in clean water and in effluent from a modern wastewater treatment plant (Lau et al. Environmental Pollution 2021 Vol. 284, DOI: 10.1016/j.envpol.2021.117373). They observed that the hypoxia tolerance of fish was markedly decreased. This was associated with a reduction in the decrease of the so called intralamellar cell mass. Recently, it has been found that fish increase the functional area of gills in hypoxia largely by decreasing the intralamellar cell mass. If this cannot be done, hypoxia tolerance is impaired. It is not known, why the intralamellar cell mass could not be reduced in the effluent-treated fish. However, the results clearly show that the osmorespiratory compromise of the gills is an important factor to be taken into account when the success of fish in polluted, hypoxic environments is studied.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: aquatic toxicology, water pollution, gill function, hypoxia

Climate Change is the Reason for Texan Frost

Tiistai 14.9.2021 klo 16:11 - Mikko Nikinmaa

When it snows in Texas or Spain, the climate denialists rejoice saying that clearly climate change is only scare tactics of the climate believers. Hitherto it has been difficult to give explanations as to why climate change causes the cold spells in the south, heavy rains in Central Europe and extreme heat spells in the Arctic. However, two recent articles clarify the situation significantly, the ones by Osman et al in PNAS (PNAS September 21, 2021 118 (38) e2104105118; https://doi.org/10.1073/pnas.2104105118) and Cohen et al in Science (Science 3 Sep 2021, Vol 373, Issue 6559, pp. 1116-1121; DOI: 10.1126/science.abi9167). Below I try to summarize my understanding of the findings presented.

Much of the weather in North America and Europe is affected by North Atlantic Jetstream. The rains and heat spells depend on its position. With increasing mean temperature of the arctic it appears that North Atlantic Jetstream undulates more and its position shifts northwards as Arctic temperature increases. Southward undulations mean that cold air from the Arctic reaches more southern latitudes than earlier and northward undulations that southern hot air reaches north. Presently, changes in the general position of the North Atlantic Jetstream and its undulations are so variable that consistent weather changes do not occur – cold summer can follow a hot one and dry autumn a wet one. However, it can be predicted that by 2060 the jetstream has moved generally so much north that Southern Europe becomes consistently drier and Central Europe and Scandinavia wetter than currently.

The Arctic temperature increases more rapidly than temperatures elsewhere. This is called Arctic Amplification (AA). As a result of this general AA, it appears that mid-latitudes experience cooling of winters, as the still cold arctic air is able to stream to southern latitudes. This is the result of Stratospheric Polar Vortex stretching southwards, which may, in my opinion, coincide with the southward undulations of the North Atlantic Jetstream (where NAJ occurs). However, these are clearly independent in continental North America and Asia (where there is no NAJ). So, cold weather in southern areas can be a consequence of climate change.

In any case the predictability of weather patterns decreases markedly with climate change. As a consequence, agricultural production all over the world may be reduced, leading to increased problems for the mankind.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: temperature, winter, heat spells, drought

Miksi hallitus käy yötä myöten neuvotteluja ilmastoasioista muttei työllisyydestä ja valtionvelasta?

Torstai 9.9.2021 klo 18:36 - Mikko Nikinmaa

 Voi hyvänen aika!! Vaikka monessa asiassa en olekaan hallituksen toimien kanssa samaa mieltä, suurimman oppositiopuolueen puheenjohtajan kysymys tuo hyvin esiin sen, kuinka oppositio elää mennyttä aikaa, vaikka jo muinainen laulu sanoo: Ei aika mennyt koskaan palaa.

Kysymys tuo esiin ajatuksen, että jos työllisyys ja valtionvelka hoidetaan, voidaan palata entiseen maailmaan. No, tämähän itse asiassa tuo esiin konservatiivien (joita sekä Kokoomus että Perussuomalaiset ovat) perustavanlaatuisen ongelman. Heidän mielestään jokin ennen koettu on paras tulevaisuuden ratkaisu. Valitettavasti näin ei ole. Maapallon ympäristö on jo muuttunut niin, että meillä on kaksi vaihtoehtoa: joko teemme hallittuja muutoksia maksoi mitä maksoi tai annamme muutoksien tapahtua katastrofien kautta.

Hallituissa muutoksissa ilmastokysymykset ajavat kirkkaasti ohi valtionvelan. Aina kun velkaa kauhistellaan, puhutaan siitä, miten emme saa jättää velkaa jälkeläisillemme. Heitä ei kuitenkaan paljon auta velaton valtio, jos ympäristö on muuttunut elinkelvottomaksi. Eikä siinä auta täystyöllisyyskään. Niinpä vain ilmastokysymykset ratkaisemalla voidaan saavuttaa hallittu muutos. Ja tehtäessä hallittua muutosta, meidän täytyy hyväksyä se, että olemme niitä rikkaita, joiden on mahdollista antaa tukea maapallon köyhille.

Tämä ajatus herättää vastustusta erityisesti Perussuomalaisissa, jotka koko ajan puhuvat, että katastrofeista kärsiviä pitää auttaa erityisesti niiden lähialueilla ja erilaisten pakolaisten tulo Suomeen estää kokonaan. Auttaminen katastrofien lähialueilla edellyttäisi kuitenkin avun lisäämistä, mikä taas on täysin päinvastoin kuin Perussuomalaiset haluavat. Heidän mielestäänhän kehitysapua pitäisi vähentää. Jos näin tehdään, pakolaisvirrat Eurooppaan kasvavat. Mitä Perussuomalaiset sitten haluavat tehdä: ammutaanko rajan yli tulevat?

Katastrofit: tulvat, tulipalot, helleaallot, kuivuus jne. johtavat ilmastopakolaisuuteen, kun moni alue tulee elinkelvottomaksi. Pakolaiset ja kantaväestöt rupeavat ottamaan yhteen. Teollisuustuotanto Suomessakin kärsii ja kukaan ei osta tuotteita, joita valmistetaan. Yhteisvaikutuksena kaikesta on satojen miljoonien jopa miljardien ihmisten kuolema. Ja se koskee jopa Suomea, nykyinen terveydenhuolto romahtaa eivätkä tämänhetkiset vanhustenhoidon ongelmat ole enää edes uutisia.

Jaa, hallittu muutos vai muutos katastrofien kautta, itse tiedän, kumman haluaisin. Sen takia yötä myöten käydyt ilmastoneuvottelut ovat paljon tärkeämmät kuin mitkään työllisyyteen tai valtionvelkaan liittyvät toimet.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: ilmastonmuutos, pakolaisuus, kestävä kehitys

Sharks are terrible - but also endangered

Keskiviikko 8.9.2021 klo 14:35 - Mikko Nikinmaa

The IUCN red list was again published. Although it is not able to give a full account of what the status of animal and plant species is, it gives an estimate of how nearly 140 000 species are doing in today’s world. There are some species, which are doing better today than in earlier year, but others, which are doing worse. Here I focus on fish, because they are of special interest to me. The red list information in full can be found at //www.iucnredlist.org/

The tuna species have long been among the endangered ones. However, it now seems that their stocks are recovering. This shows that if enough attention is placed on the status of a species, recovery is possible. The recovery of tuna populations is certainly due to the following: 1. The DNA of tuna catches has long been checked, so that catches including meat of the most vulnerable species could not be sold. This has directed tuna fishing towards the species not at risk. 2. The aquaculture of tuna has begun to be successful. This being the case, the need to fish natural tuna populations has decreased.

However, whereas tunas have started to recover, the same cannot be said of sharks and rays. Around forty percent of these cartilaginous fish are endangered. Virtually always, when sharks are in the news, they have killed or maimed a swimmer. Also, movies like the Jaws portray a negative picture of sharks. Consequently, they are considered to be evil, whereby very few people are against their disappearance. Yet, they are important components of healthy marine ecosystems, and the extinction of sharks leads to their deterioration. One of the main reasons for shark fishing is their use in shark fin soup. It has been considered a delicacy in Chinese cooking. In the quest for shark fins, only the fins were saved of the catch, and the rest of the shark thrown back to the water. Recently, there has been strong campaign against the use of shark fins, but at least as yet it has not helped the diminished stocks. The reason for this may be twofold: first, sharks reach sexual maturity late (often they are more than 10 years old), and reproduction is viviparous in many species with only a couple of pups born.

So, we should be worried about the disappearance of sharks. They are needed for keeping marine ecosystems healthy. The other animal group with a large proportion of species endangered is amphibians. They are suffering from the destruction of wetlands. Wetland destruction should be discontinued even if the purpose is not protecting amphibians, as it makes coastlands increasingly vulnerable to storms and flooding.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: biodiversity loss, extinctions, marine ecosystems, wetlands, amphibians, tuna

Ilmastonmuutos ja Covid-sairaus - samat ongelmat

Tiistai 31.8.2021 klo 15:25 - Mikko Nikinmaa

Koronavirus on jokaista maailman kolkkaa koskettava ongelma. Australia ja Uusi Seelanti ovat pyrkineet tukahduttamaan viruksen kokonaan. Heti kun tartuntoja on havaittu, maat ovat laittaneet voimakkaita rajoituksia ja käytännössä koko maa on suljettu ulkomaalaisilta. Nyt jo näkyy selvästi, ettei tällainen maan hermeettinen sulkeminen ulkomaailmalta ole mahdollista. Kaikista toimista huolimatta virus on ruvennut leviämään. Täydellisen sulkemisen sijaan kaikki muut rikkaat maat luottavat rokotuksiin. Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa kaikki halukkaat saavat täyden rokotesuojan tämän vuoden kuluessa. Mutta rokotuksissakin nationalismi ja eriarvoisuus jylläävät. Jo tällä hetkellä puolet rikkaiden alueiden väestöstä ovat saaneet rokotteen kun taas esimerkiksi köyhässä Afrikassa vain kaksi sadasta on piikitetty. Kuitenkin, jotta pandemia pysyy aisoissa eikä tule aina silloin tällöin häiritsemään elämää, pitäisi meidän rikkaiden luopua itsekkyydestämme ja pitää huoli siitä, että maailman miljardit köyhät tulevat rokotetuiksi. Jopa silloin, kun ajattelemme itsekkäästi, meidän täytyy poistaa eriarvoisuus.

Ilmastonmuutos on myös koko maailmaa koskeva ongelma. Lisäksi siinäkin on mahdotonta sulkea oma maamme hermeettisesti muutoksen ulkopuolelle. Seuraavaksi aina tulee kommentit, että kyllähän me jo teemme, mutteivat nuo muut, ja että Suomi on niin pieni, ettei meidän teoillamme ole vaikutusta. Ei olekaan, jos pitäydymme nationalistisessa eriarvoisuutta ylläpitävässä ajatusmallissa. Sen sijaan, jos haluamme taistella ilmastonmuutosta vastaan, meidän on luovuttava itsekkyydestämme ja rahoitettava hankkeita siellä, missä niiden vaikutus ilmastoon on suurin. Jopa silloin, kun ajattelemme itsekkäästi, meidän täytyy poistaa eriarvoisuus.

Koronaviruksen ja ilmastonmuutoksen torjunta liittyvät siis yhteen. Molempien suurimmat ongelmat ovat nationalistinen itsekkyys ja maailman ihmisten eriarvoisuus. Vain näitä vähentämällä voidaan kumpaakaan torjua tehokkaasti.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: eriarvoisuus, nationalismi, pandemia

Steel Production without Carbon Dioxide Emissions

Sunnuntai 29.8.2021 klo 20:22 - Mikko Nikinmaa

One of the forgotten players in carbon emissions is steel production. It accounts for nearly 10 % of the total global emissions. Thus, steel production is 4-5 times greater emitter than air traffic, which has received a lot of attention. Further, current steel production is still largely based on iron extracted from mined ore, and not on effective recycling of used steel products.

The technology for carbon-free steel production is available. However, as with making all environmentally friendly products, making steel without carbon dioxide emissions is currently more expensive than the traditional steel production. Traditionally, steel is made from iron ore using coal as reductant. As a result, carbon dioxide emissions are high. The environmentally friendly way of producing steel would first make directly reduced iron (DRI) from iron ore using green hydrogen (hydrogen extracted from water with energy from renewable sources). The DRI and recycled steel scrap is then melted in Electric Arc Furnace (again with energy from renewable sources) and steel is produced.

As I said above, steel produced without carbon dioxide emissions is currently much more expensive than traditional coal-using production. The cost is, however, dependent on the proportion of production without carbon need. This is illustrated by the change in paper production. In 1970’s paper industry said that it would never be economically plausible to produce paper without chlorine-based bleaching. Yet, today all paper is chlorine-free and none of the paper mills have gone bankrupt because of that. Thus, once the carbon-free steel production is mainstream, the methods for such production certainly become more economical. Also, since the increased cost of steel production is directly associated with environmental actions, shouldn’t we accept it without reservations, if we say that we want sustainable economy.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, recycling, mining

Itämeripäivä

Torstai 26.8.2021 klo 20:12 - Mikko Nikinmaa

Meidän meri, Itämeri, on matala ja sillä on vain kapea yhteys valtamereen. Sen sijaan sinne laskee useita isoja jokia niin että makean veden virtaama mereen ylittää haihtumisen ja suolaisen veden virtaaman. Tuloksena on se, että Itämeren suolapitoisuus koko ajan laskee ja se muuttuu suureksi järveksi muutamassa sadassa vuodessa, jos nykyiset trendit jatkuvat. Tämä muutos on luonnollinen eikä siihen liity lainkaan ihmisen toimintaa.

Sen sijaan Itämeren rehevöityminen ja muu saastuminen on pääasiassa ihmisen aiheuttamaa. Vuosien varrella, 1970-luvulle asti, kaikki asutus- ja teollisuusjätevedet johdettiin puhdistamattomina Itämereen. Vaikka Suomen ja Ruotsin asukasmäärä on alhainen, maiden puunjalostusteollisuuden jätevedet vastasivat suunnilleen sadan miljoonan ihmisen rehevöittävää vaikutusta. Vajottuaan pohjaan jätevesien kiintoaines on pitänyt huolen siitä, että meri ei ole suurelta osin puhdistunut, vaikka rehevöittävät päästöt ovat huomattavasti vähenneet. Vesistön tila on kyllä parantunut erityisesti Suomenlahdella ja Eteläisellä Itämerellä. Molemmilla alueilla suurten ihmismassojen jäteveden tehokas puhdistus on vähentänyt rehevöittävää ainesta vedessä niin paljon, että vesi on selvästi puhtaampaa kuin 30-40 vuotta sitten. Rehevöitymisen lisäksi Itämereen on tullut jäteveden mukana huima määrä ympäristömyrkkyjä. Kun paperi valkaistiin kloorilla Klooriyhdisteiden pitoisuudet Itämeressä nousivat niin korkeiksi, että useilla eläimillä havaittiin lisääntymishäiriöitä. Merikotkat kuolivat melkein sukupuuttoon ja harmaahyljekanta väheni muutamaan sataan, kun niitä ennen veden saastumista oli parikymmentä tuhatta. Useimpien ympäristömyrkkyjen pitoisuus on kuitenkin viime vuosina laskenut niin, että hylkeistä on tullut riesa ja että hyvällä paikalla voi samaan aikaan nähdä jopa kymmenen merikotkaa.

Siispä Itämeri on ollut kuin tehohoitoon joutunut potilas, melkein kuollut. Viime vuosina meri on kuitenkin toipunut niin, että sitä voi verrata tavallista sairaanhoitoa tarvitsevaan ihmiseen. Jos nykyiset trendit jatkuvat, muutaman vuosikymmenen kuluttua Itämeri pääsee sairaalasta. Uhkina ovat kuitenkin lisääntyvät sateet, jotka tuovat lisää rehevöittävää ainesta ja metalleja mereen. Tähän on syynä ilmastonmuutos, jonka torjuminen siis on tarpeen Itämeren tilankin kannalta.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: rehevöityminen, ympäristömyrkyt, vesien saastuminen

We have got a long way to go

Lauantai 21.8.2021 klo 17:48 - Mikko Nikinmaa

To keep temperature increase at 2 degrees Celsius, the world needs to become carbon neutral by 2050. This means that the use of fossil fuels must virtually stop by that date. We have a long way to go to achieve it. The world’s energy use is still increasing, and about 85 % of it is produced using fossil fuels. What is even worse for climate is that to cover the increased energy needs also the use of fossil fuels has increased apart from the use of coal, which has decreased. In absolute terms, the total energy production using fossil fuels has increased more than that using renewable sources.

The use of energy per capita is greatest in Canada, out of which about 65 % is produced by fossil fuels. Compared to Canada, the energy use per person in India is only 1/20. However, coal use in both countries is approximately the same. Behind Canada, USA and Australia use most energy per person. And what is worse, in USA about 80 % of energy is produced using fossil fuels and in Australia more than 90 %. Australia leads the world in per capita energy production using coal. Against this, it is disappointing that the present Australian government is not planning to decrease its dependence on fossil fuels. The two countries with greatest dependence on coal energy are China and South Africa. Still, their energy use per person is only one third of that in USA, which means that total energy consumption in China and USA is about the same.

In global energy production Europe, especially the present-day EU is in the class of its own. Most EU countries produce less than 50 % of their energy with fossil fuels. Further, the energy used for a given gross national product is much smaller than in North America, China and Australia. Europe is also the only big economic area with marked decrease in energy consumption per capita. These statistics indicate that Europe is a clear front runner in decreasing the use of fossil fuels.

But even Europe has a long way to go to reach carbon neutrality. And what is worse, there are several political parties, and a lot of voters to them, who do not think that the use of fossil fuels should be restricted. If economic growth requires, we should not do any actions to decrease their use.

It is the people, who do not accept that the world climate is changing despite the wildfires, heat waves, draughts and hurricanes, that we should get convinced about the need for a change in the way we produce energy. Only that way the fossil fuel use could be phased out and climate change be combatted. The scientists are starting to be afraid that the climate of Venus represents what climate change gone awry may have in store for Earth. The thing is that we would have the means needed to prevent further climate change, but the technology is not used, because so many people are so greedy and egoistic.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, energy use, fossil fuels, coal, oil

Ovatko vaatteesi ympäristöongelma?

Keskiviikko 18.8.2021 klo 14:29 - Mikko Nikinmaa

Käyttäisitkö vaatteita, joiden värjäys tappaa lähivesistä kaikki kalat ja muun elävän, muuttaa veden värin ja estää veden virkistyskäytön kokonaan? Varmaan vastaat, että en. Oikea vastaus on kuitenkin kyllä. Jos katsot, missä vaatteesi on tehty, yleisimmät paikat lienevät Intia, Bangla Desh, Pakistan ja Kiina. Tämän päivän Helsingin Sanomissa kirjoitettiin, kuinka vaatteiden värjäys on aiheuttanut veden värin ja pH:n muutoksia sietämättömälle tasolle eräissä Afrikan maissa.

Uutinen on tietysti totta, mutta vastaavaa vesistöjen pilaamista tapahtuu kaikissa yllä mainitsemissani maissa, Turkissa, Vietnamissa jne. Jostain syystä nämä havainnot eivät kuitenkaan ole tulleet yleiseen tietoon. Voin olla väitteestäni täysin varma, koska se perustuu näiden maiden tutkijoiden lähettämiin käsikirjoituksiin toimittamaani lehteen Aquatic Toxicology. Ongelmana oli, että vaikka havainnot olivat globalisaation, yleisen vesistöjen saastumisen ja omien kulutustottumuksiemme kannalta merkityksellisiä, tieteellisestä näkökulmasta ne olivat suunnilleen samantasoisia kuin täällä tehty työ 60 vuotta sitten.

Globalisaatio on tähän asti ollut vain keino alentaa hintoja. Tuotanto on koko ajan siirtynyt sinne, missä tuotantokustannukset ovat halvimmat. Yksi tekijä on tietysti palkkakustannukset, mutta toinen ovat ympäristömääräykset. Kun ihmiset menevät vaateosastolle, he eivät mieti Pakistanin jokien tilaa, vaan ostoksensa hintaa.

Globalisaation pitäisi kuitenkin tarkoittaa täysin muuta. Ilmastonmuutos, muoviongelma, biodiversiteettikato, vesien saastuminen ja maankäytön ongelmat ovat asioita, jotka koskettavat kaikkia maapallon ihmisiä. Me kaikki asumme samalla maapallolla, jonka rajat ovat tulleet vastaan. Siksi hintojen alentamiseen pyrkivän taloudellisen globalisaation sijasta meidän olisi siirryttävä ympäristöglobalisaatioon, jossa tehdään maailmanlaajuisesti ympäristön tilaa parantavia ratkaisuja. EU:n ilmastomuutosohjelmassa esitetään hiilimaksuja EU:n ulkopuolelta tuleville tuotteille, jotka eivät täytä EU:n hiilidioksidipäästömääräyksiä. Vastaavalla tavalla pitäisi lisätä ympäristömaksu kaikkien niiden tuotteiden hintaan, joiden valmistus ei täytä EU:n ympäristömääräyksiä. Vain tällaisen keinon avulla saadaan vedenpuhdistuslaitoksia Afrikan maiden ja Kauko-Idän tekstiiliteollisuuteen. Mitä taas meihin itseemme tulee, pystyisimme varmaan maksamaan enemmän vaatteistamme; sen sijaan, että ostaisimme uusia jokaisen sesongin alkaessa, voisimme varmaan käyttää edellisvuotista muotia.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: vesien saastuminen, globalisaatio, tekstiilien värjäys

Vety polttoaineena ilmastonmuutoksen torjunnassa: huijaus ja mahdollisuus

Perjantai 13.8.2021 klo 14:14 - Mikko Nikinmaa

Vetyä polttoaineena on kovasti mainostettu päästöttömänä polttoaineena korvaamaan bensiini, dieselöljy ja polttoöljy. Vedystä polttoaineena ei tulekaan hiilidioksidipäästöjä vaan vain vesihöyryä sitten kun se on liikennevälineen tankissa. Mutta se, millä tavoin vetyä tuotetaan, ratkaisee, onko se hiilidioksidipäästöjä vähentävä vai ei.

Oletteko muuten huomanneet, kuinka eri öljy-yhtiöt ovat olleet ajamassa vedyn käytön lisäämistä polttoaineena? Tämä lisäsi uteliaisuuttani, kun minun oli vaikea uskoa, että niillä ei olisi mitään taka-ajatusta. No löytyihän se melkein etsimättä. Vetyä voidaan tuottaa kahdella tavalla. Näistä ensimmäisessä vety irrotetaan energian avulla maakaasusta. Käytännöllisesti katsoen kaikki öljy-yhtiöt ovat mukana myös maakaasun tuottamisessa ja kaupassa. Tällä hetkellä yli 90 % polttoainevedystä tehdään maakaasusta, koska menetelmä on nykyisin halvempi kuin vaihtoehtonsa. Vedyn irrottamisessa syntyy hiilidioksidia; päästöttömän vedyn tuottamisen hiilidioksidipäästöt ovat suunnilleen samat kuin bensiinin käytössä polttoaineena.

Toinen vedyn tuotantokeino ei aiheuta kasvihuonekaasupäästöjä, jos energia tuotetaan tuuli-, vesi- tai aurinkovoimalla. Siinä vesi hajotetaan energian avulla vedyksi ja hapeksi. Tällä hetkellä tämä vihreä vedyn tuotanto on vain alle kymmenen prosenttia vedyn kokonaistuotannosta.

Siispä, vedyn tuotantotapa ratkaisee, onko hiilidioksidivapaana polttoaineena markkinoitu vety ilmastonmuutoksen torjunnassa huijausta vai hyvä keino.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: maakaasu, hiilidioksidipäästöt, kasvihuonekaasut

IPCC Report - Nothing New But Still Alarming: Immediate Global Climate Actions Are Needed

Tiistai 10.8.2021 klo 12:11 - Mikko Nikinmaa

The IPCC report on the physical science basis of climate change was released yesterday. It is not likely that many people read all its 1300 pages. However, it is enough if the 65-page summary for policymakers is read through. In fact, all of the findings and information are in line with what scientists have been saying for the past 50 years: ever since the book “Limits to Growth” was published in 1972. The scientists’ warning has been repeated twice – or three times, if you take into account the recent addition to the 2019 data. This is now the 6th IPCC report. The scientists’ voices have come louder and more demanding: actions are needed. What was a worst case possibility in 1970’s has become likelihood with high probability, if drastic actions are not done.

 With the wildfires raging throughout the world, many massive heat waves, heavy rains causing floods and droughts in various parts of the world one would think that people accept that climate change is taking place, and demands global action. Hot temperature extremes and heavy precipitation have increased frequency in most places, and there is not a single area in the world where their frequency would have decreased. Similarly, droughts have increased in many parts of the world, but decreased only in one: Northern Australia. Despite this, a significant proportion of people think that climate change is a hoax, and many politicians are of the opinion that one must not do any environmental actions if they interfere with economic growth and decrease the economic competitiveness.

Quite often those, who deny climate change, say that for example last year it snowed in Spain and Texas, and that very high temperatures have been reported earlier, e.g. in 1998. That one year is climate denials’ favourite, since having that as a basis, there has hardly been any change in average global temperature afterwards. However, it is known and repeatedly pointed out by climate scientists that natural variability dampens or accentuates changes in the short term. In fact, the probability of most types of extreme weather increases with climate change: the likelihood of both droughts and heavy precipitation doubles even if the temperature increase can be kept at 1.5oC; if drastic climate actions are not done, droughts become 5x more common, and heavy precipitation occurs 3x more frequently than now.

The climate problem is global. Thus, we cannot say that our country is doing its share, now the other nations should do the same. Combatting climate change in developing countries should be a primary focus of the rich countries, and rich individuals: what is the point of spending billions to military or space flights if the world is in peril. Even if the report is gloomy, we have all the technology and other means to still prevent the climate catastrophe. What is required is that we start to think globally instead of nationalistically.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, temperature, weather

Sähköautot eivät ole ratkaisu - yksityisautoilun pitää vähentyä

Keskiviikko 4.8.2021 klo 19:44 - Mikko Nikinmaa

Kun lukee uutisia ja kuuntelee mainospuheita, tuntuu siltä, että jos siirrymme käyttämään sähköautoja, voi autoilua vaikka lisätä ilman haittavaikutuksia ympäristölle. Onko asia näin? Siirtyminen sähköautoihin nollaa auton käytön hiilidioksidipäästöt, joten sillä tavoin liikenteen ilmastovaikutus saadaan poistetuksi, mutta se ei ole ainut ongelma ympäristön kannalta.

1. Tiestö. Jos autoilua ei pystytä vähentämään, tiet ovat suuri maan käytön osa. Lisäksi mitä turvallisemmiksi tiet tehdään ihmisen hengissä säilymisen kannalta sitä enemmän ne vievät tilaa, kun täytyy rakentaa moottoriteitä ja eritasoliittymiä. Teiden vaatima tila on pois viljelymaasta ja metsistä. Teiden päällystys, joka kuluu sitä nopeammin mitä enemmän liikennettä on, on suurelta osin raakaöljyn komponenttia, asfalttia. Asfaltin kuluessa syntyy pienhiukkasia, jotka ovat sangen myrkyllisiä. Pienhiukkaspäästöt toki vähenevät, mutta eivät poistu, jos nastarenkaiden käyttö lopetetaan. Jos autoliikenne lisääntyy, nastarenkaista riippumaton tien kulutus ja sitä seuraava pienhiukkasten kasvu myös lisääntyvät.

2. Autot. Autojen rakentamiseen käytettävät mineraalit (mukaan lukien akkujen tarvitsemat metallit) saadaan toistaiseksi kaivostoiminnasta. Tähän ei vaikuta yhtään se, onko auto polttomoottorilla vai sähkömoottorilla toimiva. Paremminkin sähköautojen akut vaativat aikaisempaa enemmän metalleja, jotka tällä hetkellä louhitaan suurelta osin epäeettisesti toimivista kaivoksista esimerkiksi Kongossa. Tärkeää olisi, että autojen valmistuksessa päästäisiin täydelliseen kiertotalouteen. Lisäksi sähköautojen valmistuksessa tarvitaan melkoinen määrä energiaa. Valmistus on ilmaston kannalta neutraalia vasta, kun energia tuotetaan kokonaan muuten kuin fossiilisilla polttoaineilla. Lisäksi pitää muistaa, että autot ja niiden komponentit kuljetetaan usein merirahtina fossiilisin polttoainein käyvillä laivoilla.

3. Mikromuovi. Autojen renkaiden kuluminen aiheuttaa lähes puolet ympäristön mikromuovikuormasta. Sähköauton käyttö ei vähennä tätä kuormaa lainkaan: paremminkin päinvastoin, koska sähköautot ovat useimmiten painavampia kuin polttomoottoriautot. Tällöin niiden rengaskulutus on suurempi kuin polttomoottoriautojen. Mikä on vielä pahempaa, renkaiden kulumisesta aiheutuvaa mikromuovikuormaa ei voi kerätä, vaan se leviää kaikkialle, missä autoilla ajetaan. Tämä poikkeaa muusta mikromuovista, mikä voidaan sangen tehokkaasti kerätä talteen jäteveden puhdistuksessa.

Siirtyminen sähköautoihin ei siis ole ratkaisu, vaan autoilun ympäristövaikutuksia voi pienentää vain autoilua vähentämällä. Tämän tekeminen onnistuu ainoastaan miettimällä liikkumisratkaisuja täysin uusista lähtökohdista, joissa yksityisautoilu ja auton omistaminen eivät enää ole keskiössä.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: ilmastonmuutos, mikromuovi, pienhiukkaset, liikenne

Scientists' warning is not heard - or at least not acted upon

Maanantai 2.8.2021 klo 18:22 - Mikko Nikinmaa

Scientists have been trying to alert the public about how the present way of life is not sustainable ever since 1970’s. A very strong message with more than 10000 scientists endorsing the publication of data was written in 2019 indicating that unless strong measures are taken, many tipping points leading to drastic environmental deterioration are reached in the near future. After 2019 the Coronavirus pandemic hit the world, and the lead authors of the 2019 paper thought that it is good time to see, if any measures have been taken to heed the warning. In BioScience this July 28 (https://doi.org/10.1093/biosci/biab079), Ripple et al. estimated what has happened during the pandemic time. For the most part the findings are bleak: the temperature, carbon dioxide, methane and nitrous oxide levels continue to increase, Antarctic, Greenland and overall glacier ice mass continue to decrease at a similar rate as before. What is almost worse is that although many climate-friendly changes took place as a result of the pandemic, almost all have started to revert to pre-pandemic levels. For example, the number of livestock has continued to increase, and all the media are just saying how we need to get the economic growth back to pre-pandemic track.

In the overall gloomy picture there are, however, a couple of bright spots. The first is that the number of births per woman continues to decrease. For ending up with sustainable human population, this is probably the most important trend and should be supported by improving the education of women. The second is the marked decrease in subsidies to fossil fuels. It has been quite funny that the same groups, who have been very vocally against any subsidies to green energy production, have wanted and accepted billions of dollars/euros in subsidies to oil and coal industries.

Stabilizing and reducing the human population by voluntary actions is the key behind making the life sustainable for all citizens of the world. Only with decreasing population can enough environment be kept in natural state to maintain biodiversity and to reduce the risks of new pandemics. Life in the globe with limits requires social justice, not that some superrich burn a lot of money to a few hours space travel.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, biodiversity loss, economic growth, sustainability, tipping points

Population Growth and Climate Change

Keskiviikko 28.7.2021 klo 19:00 - Mikko Nikinmaa

When one says that stopping population growth is an important component of combatting climate change and deterioration of environment in general, one is often accused of being racist or if not that, claimed to be just another person from rich industrialized countries trying to shift the focus from our overconsumption to the poor countries, who use hardly any resources. However, I would say that people claiming that population growth should not be discussed when addressing climate change and environmental deterioration are themselves not considering the poor people and their social justice, and are instead effectively saying: “Yes, we in rich countries should decrease our consumption, but people in the poor countries should not strive to increase their standard of living to enable sustainable life.”

Recently, Wolff, Ripple and Crist wrote in Sustainability Science (https://doi.org/10.1007/s11625-021-00951-w; April 2021) about the need of stopping population growth in combatting climate change and environmental deterioration. They and I are aware that the compulsory decrease of childbearing is not the way to go forward, because that is both racist and colonial thinking of the rich. But there are two major ways with which the number of children can be decreased and which improve the quality of life of those concerned. First, women’s status in many of the poor countries should be improved. It is very unfortunate that often the macho male superiority persists and women are hardly anything but childbearing machines; the status of males can depend on the number of children. In the patriarchal societies, women can be raped, forced to marry as children and only go out if accompanied by a male. Second, and associated with the first, women’s education should be improved. Wherever these actions have been done, birth rate has decreased radically. To a smaller extent the same happens with male education, so improving education is a very good way of affecting population growth. However, education is strongly suppressed by authoritarian societies like the Taliban, ISIS and Saudi societies.

Social equality within the poor societies is a great problem, but inequality between rich North and poor South is an even bigger problem. It is terrible that some billionaires spend millions to go to a short space flights for fun instead of using the money for education in poor countries. Well, greed is the major cause of climate change and environmental deterioration. Also, it is quite terrible to read that many people would like to decrease developmental aid, at the same time saying that immigration from poor countries should be stopped and the causes of emigration taken care of in the poor countries themselves. How can the causes be fixed, if funds for it are not allocated? And it does not suffice to say that developmental aid should be stopped, because the money should be used for our own poor. Our own poor would be rich people in the poor countries. Besides, the same people are ready to spend a lot in policing and border control to prevent immigration. The money needed for that would decrease, if inequality between rich North and poor South would decrease by increasing developmental aid.

In addition, the immigration problem, heat waves, floods, forest fires, loss of biodiversity etc. are problems that get only worse if one does not think globally. Environmental globalism, which aims to decrease global inequality, is the key to combat climate change and environmental deterioration. 

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: social inequality, environmental deterioration, developmental aid, immigration

Renewed Town Planning Helps in Containing Floods and Extreme Temperatures

Torstai 22.7.2021 klo 13:25 - Mikko Nikinmaa

“Hot down, summer in the city…” Town building has traditionally maximized the concrete housing and the asphalt streets and parking lots. The area allocated to trees and parks has usually been minimized. This has two major consequences. First, the temperatures in the towns without green areas can be up to 5-10oC higher than in parks. Second, the rainwater cannot be removed from the asphalt streets leading to flooding whenever heavy rain sets in. If the town is at the coast, and the vegetation and floodplains in the coastline have been removed, any rise of water level will cause flooding.

All of these problems could be remedied. First, instead of building towns for cars, they should be built for people. The streets should be boulevards with trees between the car lanes and pavements. Further, the proportion of land that is park in towns should be maximized. This would both decrease the temperature and combat floods, as the water would be sucked in soil. To decrease the temperature further, apartment blocks could have green roofs. The park areas and green roofs would also increase insect diversity.

With regard to coastal towns, one should have green area between the town and the sea. No wonder that mangrove forests grow by the seaside in the tropics. They effectively prevent coastal floods, but have been cut down and replaced by concrete and asphalt. Also, overall human handling of rivers, drying of marshes etc. almost always cause reduced retention of water, with the result that floods become more severe and droughts set on more rapidly.

The above changes in town and watershed planning are both possible and necessary. It should be quite obvious given the floods in Germany and China and heat waves in American West. One cannot but wonder, why towns are planned for cars and not for people.    

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, land use, parks

Carbon taxes first, then environmental taxes

Torstai 15.7.2021 klo 19:23 - Mikko Nikinmaa

Both European Union and USA are planning to introduce carbon taxes on imports from third countries with more lenient standards in coal use in production. Since these two areas are the most important users of, e.g., steel, which is among the products that will be taxed for coal use, also production in third countries will certainly soon fulfill US and European standards to avoid taxation.

This is a first step, which is hopefully followed by taxing all imports to Europe, which do not follow European environmental standards. Such measures will also affect companies having headquarters in Europe, as a lot of production has been relocated to areas with less strict environmental standards and lower wages. Such a change would be beneficial both to the third countries, as the environmental impacts of factories remaining there would be markedly reduced, and to the European countries, as some production would certainly return Europe because the costs in the “cheap countries” would increase towards European costs.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, environmental pollution, environmental economics

Kalaparat

Keskiviikko 14.7.2021 klo 17:14 - Mikko Nikinmaa

Suomen vesistöille on tyypillistä niiden mataluus. Lisäksi ne ovat usein ruskeavetisiä, mikä nopeuttaa lämpenemistä. Myös meidän meremme, Itämeri, on suhteellisen matala ja sen syvänteet ovat melkein hapettomia. Niiden veden happipitoisuus on alhaisempi kuin happipitoisuus, jossa melkein kaikki kalat kuolevat. Lisäksi Itämeren veteen sopeutuneet kalat eivät yleensä siedä 35 promillen suolapitoisuutta, joten ne eivät pysty pakenemaan lämpötilan nousua viileämpään Atlanttiin. Siispä useimpien kalojen kannalta Itämeri lahtineen on vain suuri järvi.

Suomessa elävien kalojen tärkein ominaisuus on vuosituhansien ajan ollut kyky toimia alhaisessa lämpötilassa. Tämän vuoksi niiden solukalvoissa on paljon juoksevuutta lisääviä monityydyttämättömiä rasvahappoja. Näiden ansiosta solukalvot suomalaisilla kaloilla 10oC:ssa ovat suunnilleen yhtä juoksevia kuin meillä ihmisillä 37oC.ssa. Hermoston toiminta, muu signaalinvälitys, ionikuljetus solukalvojen läpi jne. perustuvat valkuaisaineiden liikkeeseen solukalvolla, mikä vaatii kalvojen oikean juoksevuuden. Jos kalvo on liian juokseva, rupeaa sydän lyömään kiivaasti ja epäsäännöllisesti. Tämän seurauksena veren pumppaus kudoksiin häiriintyy. Kun samaan aikaan hermojen toiminta häiriintyy niin, että lihakset alkavat supistella tahdosta riippumattomasti, vähentynyt veren pumppaus kudoksiin aiheuttaa hapenpuutetta. Tämä tapahtuu suomalaisilla kaloilla alhaisemmassa lämpötilassa kuin Keski- ja Etelä-Euroopan kaloilla puhumattakaan tropiikin kaloista.

Nyt kesän helleaalto on jatkunut jo toista kuukautta. Kouvolassa on mitattu kaikkien aikojen Suomen ennätys peräkkäisissä hellepäivissä tänään, 27 päivää. Tämän takia Suomen järvien veden lämpötila saattaa olla pohjaan asti noussut. Jos näin on, kalat eivät enää voi paeta liian lämmintä vettä viileisiin syvänteisiin. Lisäksi ensimmäiseksi kuolevat pohjakalat, jotka eivät koskaan ole joutuneet kokemaan lämmintä vettä. Kiiski on tällainen pohjakala. Minusta onkin hyvinkin mahdollista, että Pyhäjärven kiiskikuolemien ensisijainen syy on lämpötilan nousu alusvedessäkin. Kala ei pääse enää viileämpään, jolloin sen elintoiminnat häiriintyvät. Jos helle vielä jatkuu, pelkään että Saimaan nieriät ja siiat kaikkialla rupeavat kuolemaan. Mateet ja muikut menehtyvät. Laajat kalakuolemat koskettavat jokseenkin kaikkia muita lajeja paitsi ruutanaa, suutaria ja kuhaa, jotka elävät täällä levinneisyysalueensa pohjoisrajalla ja uisivat mieluummin lämpimämmissä vesissä. Niille tämä kesä on nautinto.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: ilmastonmuutos, kalafysiologia, lämpötila

The times they are a-changin'

Maanantai 12.7.2021 klo 18:49 - Mikko Nikinmaa

A change is the most terrible thing that the human mind can envision. This is actually the reason, why climate actions are so difficult to carry out. Many if not most people think that we cannot accept changes to our way of life, since they would mean that things will become worse. Whenever questionnaires about climate attitudes are made, they show this resistance to change to be a problem even to the people making the questions. Generally, a question asked is: “Do you think you have been required to give up something because of climate actions?” This question as such indicates that change is negative, and the best thing would be if one could continue with the old ways. Instead, the question should be: “Do you envision that combatting climate change have or will require changes in your way of life?”

The times they are a-changin’. But the changes do not necessarily mean that the quality of life decreases, maybe it would improve; a little less hurry, a little less competition, a little more time to do whatever one wishes. Maybe we could use less resources, buy only one third of the clothes we buy today etc. This may sound socialistic, but it is difficult for me to see that some companies earn billions (in €, £ or $) yet out of those profits only 1-2 % is tax revenue, while at the same time a person earning 50000 pays often 30-40 % of the income in taxes. And both the income differences have increased and taxes of the rich generally decreased while those of the normal taxpayer have increased throughout rich countries. If one required the richest 1 % of population to spend 5 % of their yearly profits to climate actions and if 20 % of the world’s military spending was used to improve the quality of life of poor people, most present problems would be solved. The likelihood that military force would be required anywhere would be markedly reduced.

The times they are a-changin’. What was good in 1960’s is not appropriate now. We have the means to combat climate change and social inequality of people, but to do that a radical change in our attitudes is required.

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, environmental economics

Kertakäytöstä kierrätykseen

Tiistai 6.7.2021 klo 18:36 - Mikko Nikinmaa

Viisikymmentä vuotta sitten Jyväskylän Kesän futurologian päivillä silloinen johtava tulevaisuuden tutkija maassa, professori Pentti Malaska. sanoi, ettei maapallon luonto kestä kertakäyttökulttuuria. Hän totesi jo tuolloin, että käytä ja heitä menemään mentaliteetti johtaa maapallon resurssien hupenemiseen, minkä seurauksena planeetan elinkelpoisuus heikkenee. Sen sijaan että luontoa käytetään kertakäyttöhyödykkeenä, hänen mukaansa meidän pitäisi siirtyä kiertotalouteen. Näin siis tulevaisuuden tutkija sanoi 1971, jolloin maapallon väkiluku oli 3,761 miljardia ihmistä ja esimerkiksi Suomen bruttokansantuote oli noin 1/20 verrattuna nykyiseen. Maapallon väkiluku on noussut 7,877 miljardiin.

Kuluneiden 50 vuoden aikana Malaskan esitystä ei ole suinkaan noudatettu. Paremminkin päinvastoin: kodinkoneet on tehty niin, että mikä tahansa korjaus maksaa melkein yhtä paljon kuin uuden koneen hankkiminen. Äärimmäisyydessään käytä ja heitä menemään mentaliteetti on näkynyt mustesuihkutulostimissa, joiden värikasetit voivat olla kalliimpia kuin tarjoustulostimen ostohinta. Muodin vaihtuessa vuosittain uudet vaatekerrat pitäisi hankkia sitä mukaa ja heittää vanhat menemään.

Vasta aivan viime vuosina, kun rikkaiden maiden resurssien käyttö on 3-4-kertainen planeetan kantokykyyn verrattuna, on vihdoin ruvettu vaatimaan kiertotaloutta. Tällä kertaa huolestuneet ihmiset ovat jopa toteuttamassa sitä. Paljon haukuttu EU on edellyttämässä, että kaikki kodinkoneet voidaan korjata kohtuuhintaan ja että kaikki materiaalit (mukaan lukien muovit ja tekstiilit) kierrätetään tehokkaasti.

Kierrätyksen tarve on siis tuotu esiin vuosikymmeniä sitten, mutta kiertotalous on edelleenkin vasta ottamassa ensiaskeliaan. Tässä on syytä huomata, että esimerkiksi muoviongelma johtuu siitä, että sen kierrätys ei toimi. Jos esimerkiksi muovijätteestä koko maapallolla maksettaisiin palautettaessa pieni summa kilolta, se varmaan löytäisi tiensä uusiokäyttöön eikä valtameriin. Materiaalina muovi on hyvä, ongelma on, että se heitetään menemään.

 

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: kiertotalous, kestävä kehitys, Malaska, muovi

It is not only American West

Torstai 1.7.2021 klo 18:58 - Mikko Nikinmaa

Cities in the Northwest of USA and Canada have had deadly heat. Temperatures above 40 C (more than 104 F) have been recorded in Portland, Seattle and Vancouver. It would be very hot even for San Diego, but those, up to now, cities with mild summer temperatures with heat waves being temperatures between 25 and 30 C really suffer. It would not be incredibly bad if one could say that this is an once in a thousand years occurrence in only one place in the Earth. However, one has had stationary heat wave reaching above the Arctic Circle in Siberia, with air temperature above 30 C and land surface temperature between 35-50 C.

In a way those temperatures are even worse than the heat wave in the American Northwest. Although many people do not live there, and thus the acute death toll caused by the high temperature remains small, it is permafrost area. As the permanently frozen soil (permafrost) melts, craters are formed, from which huge methane leaks enter the atmosphere. The gas is much worse greenhouse gas than carbon dioxide. 

Despite these huge changes, which occur in several places, and despite the years from 2000 to 2021 making up most of the years with globally highest temperatures, there still are people who deny climate change. Their attitude can be summarized by the following sentence: "Ok, world, which becomes uninhabitable because of heat, is the price we have to pay for having a growing economy."

The heat brings with it a couple of serious other problems. The agricultural areas in, e.g., California have serious lack of water, whereby crop yields start to decrease markedly. Further, wildfires probably increase in severity. Already in last year the Siberian forest fires caused more carbon dioxide release than was the whole decrease of carbon dioxide production in Europe.

The continuation of climate change is irritating, because we would have the means to stop it, and it could be done without serious harm to even us, the rich of the North. However, it would require changes in attitude, and that appears to be impossible. 

Kommentoi kirjoitusta. Avainsanat: climate change, heat wave, temperature anomaly

Vanhemmat kirjoitukset »