Heart function and individual variability play major roles in temperature tolerance of fish

Maanantai 14.11.2022 klo 14.42 - Mikko Nikinmaa

Climate change has major effects on fish, especially fish in lakes, since the whole water body can warm up as a result of long-lasting heat waves. Because of the uniform temperature regardless of the depth, fish cannot seek colder temperatures near the bottom. As a consequence, massive fish mortalities occur in shallow lakes of temperate zone every summer nowadays.

The reasons, why fish die as a result of increased temperature can only be understood by studying the functional changes occurring as a result of temperature elevation. Thus, physiological studies should be in the centre of climate change studies. If the reasons for vulnerability to increased temperature are known, it can also be estimated, which measurable responses predict fish mortalities. This as a background, and recognizing that individual variability of fish determines why some die and others remain living, we studied how fish tolerant and intolerant to high temperatures differed from each other. The results of the extensive studies are reported by Anttila et al in Comparative Biochemistry and Physiology (//doi.org/10.1016/j.cbpa.2022.111340).

Our results show that for a given age group, heart function is decisive in determining temperature tolerance. The efficiency of heart is markedly different in different individuals, whereby marked individual variability in temperature tolerance occurs. Thus, in predicting the effects of climate change on fish populations, we should not restrict our analysis to the mean response but also to the variability observed. In future it must be evaluated to which extent the thermal tolerance and its variability are heritable, as this will have significant impact on the vulnerability of species to global warming.

Miksi metsien hiilinielu pienenee?

Tiistai 8.11.2022 klo 12.02 - Mikko Nikinmaa

Järkytys on ollut suuri, kun viime mittaukset ovat arvioineet, että Suomen maankäyttö on muuttunut hiilinielusta hiilidioksidin lähteeksi. Tämä on erityisen ongelmallista, kun Suomen ilmastopolitiikassa metsien toiminta hiilinieluina on ollut tärkeällä sijalla.

Syytä metsien hiilinielun pienemiseen ei tiedetä (metsäthän ovat edelleen hiilinielu – vaikkakin heikkenevä – muut maankäytön muodot ovat pääasiassa päästöjen lähteitä). Yhdeksi syyksi on esitetty hakkuiden lisääntymistä, mutta sekään ei ole oikein hyvä selitys, ainakaan yksin.

Ehdotankin seuraavassa syytä, joka johtuu ilmastonmuutoksesta ja jota ei yleensä oteta missään huomioon. Valon määrää Suomessa ilmastonmuutos ei ainakaan lisää, pilvipeitteen lisääntymisen vuoksi voi jopa vähentää. Talvikuukausina valon määrä on niin alhainen, että havupuutkaan eivät pysty lainkaan yhteyttämään. Kun ilmastonmuutos nostaa lämpötilaa, niiden hiilidioksidia tuottava hengitys lisääntyy, sitä enemmän mitä enemmän lämpötila nousee. Täten koko sen ajan, kun valo ei riitä yhteytykseen, havupuut ovat hiilidioksidin lähteitä.

Enpä ole nähnyt dataa, joka selvittäisi, onko ehdotuksessani mitään järkeä. Mittausinformaatio maassa on kuitenkin olemassa, joten asian voisi varmistaa. Jos ajatukseni on paikkaansa pitävä, ainut keino estää metsän hiilinielun pieneneminen on estää lämpötilan nousu talvella.

World Scientists' Warning 2022

Torstai 3.11.2022 klo 13.43 - Mikko Nikinmaa

The alliance of world scientists, with the lead of William Ripple in Oregon, have again done a report of what has been happening during the recent past. The report is published in BioScience and can be accessed freely at https://doi.org/10.1093/biosci/biac083. The year 2022 has been characterized by a multitude of climate-related disasters, which the report tabulates. I have taken the information from the table and give it below.

In addition, the film “The Scientist’s Warning” has now been released and is free to view online at https://scientistswarningfilm. Further, different climate-related resources can be accessed in the Alliance of World Scientists website https://scientistswarning.forestry.oregonstate.edu/

Climate disasters in 2022.

January–September

Many rivers in Europe have run low or dried up partly because of the worst drought in 500 years and intense heat waves. Climate change has likely played a significant role in this crisis by increasing the frequency and intensity of droughts and heat waves.

February

La Niña and climate change contributed to record-breaking rainfall on the east coast of Australia. This led to flooding that damaged thousands of properties and killed eight people.

February–March

Record-breaking flooding occurred along the northeastern coast of Australia, leading to standing water, which, in turn, promoted the spread of mosquitoes that carry the Japanese encephalitis virus. Such flooding is likely becoming more common because of climate change.

February–July

The number of people affected by drought in Kenya, Somalia, and Ethiopia who have limited access to safe water increased from 9.5 million to 16.2 million. This increasing drought severity may be at least partly due to climate change (Ghebrezgabher et al. 2016).

March

A severe drought in the Southern Plains of the United States put the winter wheat crop at risk. Although droughts are complex phenomena with many possible causes, increasing drought intensity has been linked to climate change (Mukherjee et al. 2018).

March–April

A deadly heat wave occurred in India and Pakistan, killing at least 90 people and contributing to widespread crop losses and wildfires. It was estimated that climate change made this event 30 times more likely to occur.

April

Climate change likely contributed to extreme rainfall in Eastern South Africa, which triggered flooding and landslides that killed at least 435 people and affected more than 40,000 people.

April–June

Widespread dust storms in the Middle East led to thousands of people being hospitalized; such dust storms may be increasing in frequency because of climate change.

May

Extremely heavy rainfall in northeastern Brazil resulted in landslides and flooding that killed at least 100 people. Climate change may be responsible for the increasing frequency of extreme rainfall.

June

A severe storm in Yellowstone (United States) caused the Gardner River and Lamar River to overflow, destroying parts of various roads in Yellowstone National Park. Such extreme flooding could be increasing in frequency because of climate change.

June

Several countries in Western Europe experienced a record-breaking heat wave. This heat wave contributed to major wildfires in Spain and Germany. Many other parts of the Northern Hemisphere also experienced extreme heat; for example, temperatures reached 104.4 degrees Fahrenheit in Isesaki, Japan—an all-time record for the country. Similarly, a heat dome in the United States contributed to record-breaking temperatures. Other affected countries include Finland, Iran, Norway, and Italy. In general, extreme heat is becoming more common because of climate change (Luber and McGeehin 2008).

June

Following extreme heat, China experienced record-breaking rainfall, which may be linked to climate change.

June

Bangladesh experienced the worst monsoon flooding in 100 years, killing at least 26 people. This flooding is likely at least partly due to climate change causing monsoons to become more variable.

June–July

Extreme rainfall led to flooding in some parts of New South Wales, Australia. Sydney is currently on track to experience the wettest year on record. It is likely that climate change contributed at least partly to this rainfall and flooding.

June–August

Deadly floods in Pakistan have killed more than 1,000 people and affected roughly 33 million people, including 16 million children, since mid-June. Impacts include surging rates of dengue fever, gastric infections, and malaria. These floods may be at least partly related to climate change causing monsoon rainfall to become more intense.

June–August

China experienced an extraordinary heat wave, which may be the most severe that has ever been recorded globally. Such events are likely becoming more common because of climate change. The extreme heat contributed to large-scale crop failures and wildfires, in addition to exacerbating a major drought that caused 66 rivers to dry up and led to a significant decline in hydroelectricity generation.

August–September

California and other parts of the Western United States faced extremely hot temperatures because of a heat dome, which caused seven firefighters to be hospitalized with heat-related injuries. The effects of the heat dome may have been worsened by climate change.

September–October

In the United States, Hurricane Ian caused damage across many parts of Florida and the Carolinas, killing more than 100 people and leaving at least 2.5 million without electrical power. Ian is one of the costliest and strongest hurricanes to ever hit the United States. Climate change is likely causing strong and rapidly intensifying storms such as Ian to become more common.

Eikö metsä ole ympäristöä?

Keskiviikko 2.11.2022 klo 20.17 - Mikko Nikinmaa

Kun EU:n luonnon ennallistamisasetusluonnos on tullut Suomeen, useat tahot ovat olleet pyhää vihaa täynnä, kun heidän mielestään EU on puuttumassa asiaan, joka on kansallista päätöksentekoa: metsäpolitiikkaan. Tämä pelkästään metsiin keskittyvä "keskustelu" on sangen kummallista, kun metsien osuus luonnon ennallistamisessa on vain viidennes. Lisäksi, vaikka metsäpolitiikka - tai oikeammin metsätalouspolitiikka - onkin kansallisen päätöksenteon kohteena, ympäristöpolitiikka kuuluu EU:n mandaattiin. Mikäli EU-laajuinen asetus ympäristön tilasta ei saisi käsitellä metsää, sehän tarkoittaisi, ettei metsä ole osa ympäristöä. 

Suomalaiselle metsäkeskustelulle on tyypillistä, että sitä käydään lähes kokonaan puun tuottajien ehdoilla. Metsä on merkityksellinen vain puupeltona, josta saadaan puunjalostusteollisuuden raaka-aine. Raaka-aineen korjuu täytyy voida tehdä mahdollisimman kustannustehokkaasti. Millään muulla metsän käytöllä ei ole merkitystä: marjat, sienet, samoilu, linnut jne. eivät ole minkään arvoisia. "Suomi elää metsästä" ei ole tämänkaltaisessa tilanteessa oikea ilmaisu, vaan se pitäisi muuttaa muotoon "Suomi elää puuraaka-aineesta".

Metsän ja puupellon ero näkyy luonnonkirjossa. Useat metsälajit eivät viihdy puupelloilla ja tuloksena on luonnonkirjon pieneneminen. Biodiversiteettikatoa luonnon ennallistamisasetus pyrkii vähentämään niin metsissä, pelloilla, vesistöissä kuin kaupungeissakin. Ympäristöajattelu ei kuitenkaan vieläkään ole muuttunut: ympäristö on vain hyödyke, jonka ainut tarkoitus on tuottaa raaka-aineita.

EU:n luonnon ennallistamisasetuksen luonnos on metsienkin osalta paljon enemmän kuin metsätalous. Lisäksi siihen kuuluvat kaikki muutkin ympäristön osat. Meidän pitäisikin vähitellen ruveta ymmärtämään, että elämme vain, jos ympäristö säilyy terveenä.

Climate Promises from Glasgow - It was all talk

Keskiviikko 26.10.2022 klo 16.13 - Mikko Nikinmaa

Last year 193 countries solemnly agreed in Glasgow to speed up climate actions to decrease the negative effects of climate change. A year has gone and the next climate meeting in Egypt is just around the corner so it is good time to evaluate, if the pledges made have been fulfilled as promised for the year 2022. This is even more important, as the year 2022 has been characterized by huge wildfires, record-breaking heat, extreme drought, melting of glaciers and devastating floods. In addition, deliberate natural gas leaks have been generated and Russia’s war in Ukraine has caused fossil fuel use that much exceeds peace-time consumption.

Further, now that energy price is high, the populistic politicians everywhere demand that more electricity should be produced using subsidized fossil fuels. One would have thought that the pronounced adverse signals that things are going wrong with climate at an alarming rate would have made governments to take mitigation measures of climate change more seriously than a year ago, but no. “Blaah, blaah, blaah, it is all talk”, said climate activists disappointed after the Glasgow meeting.

Indeed, only 26 countries, i.e. 13 % of nations who made pledges to do something extra in 2022, have fulfilled their promises. This means that climate change can continue almost as nothing had happened. For a large part the inactivity is said to be due to actions being economically too expensive. This claim does not hold, as there are funds to repair the climate-caused damages. Indeed, proper combatting climate change could currently turn out to be cheaper than repairing the damage done by climate-related catastrophes.

Why do herbicides affect animals?

Maanantai 17.10.2022 klo 16.50 - Mikko Nikinmaa

The development of herbicides has long concentrated on finding molecules that affect biochemical pathways not present in animals. As a consequence, it has been considered that they do not cause harm to insects and vertebrates. Studies on animal cells have usually confirmed this supposition: since the biochemical pathway is not present, the compound is not toxic to animals.

Because of this, the increasing number of findings suggesting that herbicides have toxic effects on animal populations have largely been labelled as trash. This conclusion does not, however, take into account that the animal body has more microbes than body’s own cells. The animal’s microbiome, as it is called, influences nutrition, humoral and immune functions, metabolism and even neural behaviour. Many microbes in our body have the biochemical pathways targeted by the herbicide molecules. Consequently, herbicides affect the species distribution of microbiome, whereby the functions affected by the microbiome can also be influenced in animal body, and the herbicide be toxic to animal.

In recent review by Ruuskanen et al. in Trends in Ecology and Evolution (doi.org/10.1016/j.tree.2022.09.009) give a detailed description of the role of microbiomes in shaping the responses of non-target organisms to herbicides. An important point to note is that the sensitivities of organisms that are susceptible vary markedly. Also, the speed by which resistance is developed is highly variable. Further, the fact that different conclusions are reached if animal cells or whole animals are used in the studies casts significant doubt on the animal protection thesis that instead of intact animals, cell cultures should be used in toxicological studies.

Recycling Plastic Waste

Perjantai 14.10.2022 klo 15.16 - Nikk Nikinmaa

One of the biggest problems with recycling plastic waste has been that a mixture of different plastics cannot be used as a feedstock for generating new plastic products. This means that either the consumers have to be quite careful and knowledgeable in sorting plastics or recycling stations need to carry out expensive sorting of plastics for further use. In a recent article in Science (October 13, 2022; DOI: 10.1126/science.abo4626) Sullivan et al. present a method that can be used for a mixture of plastics to generate starting material for commercial use. The method is comprised of two steps: first oxidizing the plastic mixture with metal-based catalysis (Co and Mn) to intermediates that can be digested by engineered bacteria to produce a feedstock for new commercial products. By varying the way that the bacteria are engineered, different starting products can be generated.

To my eyes, this method is quite safe and practical. It avoids the inherent problem with plastic-eating bacteria. I remember the book Mutant 59 by Kid Pedler and Gerry Davis (from 1971) where the plastic waste was planned to be eaten by bacterial mutation, which was very effective in consuming plastics, favoring them over any other foodstuff. The mutant naturally got accidentally free and started devouring everything made of plastics. Planes started crashing down, because all the plastics covering electric leads were eaten up and motors short-circuited. Most things in our houses became non-functional or half-disappeared etc., naturally, if you look around: most things are at least partly made of plastics. Since in the method described by Sullivan et al. the engineered bacteria eat only the oxidized end product of catalysis, they can only live in the recycling plant. By combining this method with effective collection of plastic waste, much of the plastics problem can be removed.

However, even if we get smokers to put their cigarette butts to waste bins, there will be one significant source of small plastic particles. Almost half of the microplastics in the environment is tire wear particles. They are impossible to collect. Thus, even if the recycling of all other plastics were more than 90% successful, this source would remain. It can only be reduced by drastically reducing road traffic. In this regard, electric cars are not a solution, the only solution could be using rail traffic and public transport more generally.  

 

Air pollution increases stroke risk

Perjantai 7.10.2022 klo 13.44 - Mikko Nikinmaa

Today, only climate change effects of fossil fuel burning get attention. While climate change is undoubtedly the ultimate stress, it does not seem to reach the minds and be accepted by many people even today when the heat waves, hurricanes, floods and wildfires all testify that climate change is happening. The people with the highest percentage of climate sceptics are also the most susceptible to stroke: overweight, with low education, not exercising and driving a lot. They are not likely to be worried about something that may happen to the next generation or to other people as long as they can live their comfortable life.

But they may get stroke! That is something they are worried about when they drive to work in the congested highways of towns with high nitrogen oxide and elevated small particle levels. In a recent article in Neurology, Tian et al. (DOI: 10.1212/WNL.0000000000201316) showed quite conclusively that this kind of air pollution increases stroke risk. Earlier studies have shown that air pollution causes all sorts of lung-related problems. Thus, there is quite clear evidence that fossil fuel use should be stopped even if one is only worried about one’s own health and wouldn’t care at all of the well being of future generations.

Soiden suojelun ja suobiotooppien ennallistamisen tulisi olla prioriteetteja maankäytössä

Torstai 6.10.2022 klo 11.38 - Mikko Nikinmaa

Soita on vain 3 % maailman maapinta-alasta, mutta ne varastoivat melkein kaksi kertaa niin paljon hiiltä kuin metsät. Pinta-alaa kohti ne absorboivat viisikertaisesti kasvavan metsän absorboiman hiilimäärän.

Tämä tieto on yllättävä. Kun Suomessa on puhuttu metsien merkityksestä hiilinieluina, soiden osuutta hiilen sitomisessa ei ole mainittu ennen kuin parin viime vuoden kuluessa. Viime aikoina on ruvettu tajuamaan, kuinka soistuneen maan muuttaminen viljelymaaksi tai -metsäksi on muuttanut maan hiilen lähteeksi. Niinpä näiden maiden ennallistaminen takaisin soiksi olisi merkittävä osa ilmastonmuutoksen vastaista taistelua kuten Suomen ilmastopaneeli on esittänyt.

Siksi turpeen käyttö energianlähteenä on vähintään hölmöläisen hommaa. Jo turpeen poltto on verrattavissa kivihiilen ja öljyn käyttöön. Sen lisäksi turpeen nosto tuhoaa suon muuttaen sen tehokkaasta hiilinielusta merkittäväksi hiilipäästöjen aiheuttajaksi vuosikymmenien ajaksi. Soiden suojelu on siksi merkittävää ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa. Lisäksi soiden ekosysteemeissä on lukuisa joukko eläin- ja kasvilajeja, jotka eivät tule juurikaan toimeen muualla. Näin ollen soiden suojelu on välttämätöntä myös luontokadon pysäyttämiseksi.

En kyllä keksi yhtään syytä, minkä takia turpeen käytöstä energianlähteenä ei pitäisi luopua jopa suunniteltua nopeammin.

Voihan turve - turve ei ole uusiutuva, ei lisää huoltovarmuutta eikä laske energian hintaa

Tiistai 4.10.2022 klo 18.36 - Mikko Nikinmaa

Kun sähkön ja muunkin energian hinta on räjähdysmäisesti noussut suurimmaksi osaksi sen takia, että Venäjän hyökkäys Ukrainaan on johtanut myös siihen, että venäläisen kaasun ja myös öljyn saatavuus ja käyttö Euroopassa on käytännössä loppunut, tietyt tahot vaativat, että fossiilisten polttoaineiden käyttöä tulisi tukea, jotta niitä saisi halvemmalla. Samat tahot vaativat, että turve pitäisi julistaa uusiutuvaksi energianlähteeksi. Heidän mukaansa syy energian korkeaan hintaan on suurelta osin kunnianhimoinen ilmastopolitiikka.

Eduskunnan käsiteltäväksi on tullut jo tammikuussa 2021 kansalaisaloite, jossa vaaditaan turpeen julistamista uusiutuvaksi energianlähteeksi niin kauan kuin sen käyttö ei ylitä uuden turpeen muodostumista. Tämä olisi tehtävä huoltovarmuudenkin lisäämiseksi. Nyt kun energian hinta on huimasti kallistunut, kansalaisaloitteen käsittelemisen tarpeellisuudesta muistutetaan. Siksipä on syytä tuoda taas esiin tosiasiat turpeesta, turpeen yhteydestä huoltovarmuuteen ja syystä energian kallistumiseen.

1. Turve ei ole uusiutuva energianlähde. Joka vuosi tietysti muodostuu uutta turvetta, mutta turpeen muodostuminen kestää jopa tuhansia vuosia. Näin ollen turve olisi uusiutuva, jos aikajänteeksi voitaisiin ottaa sen muodostumiseen kuluva aika, mutta ilmastonmuutoksen aikajänne on kymmeniä eikä tuhansia vuosia.
2. Turpeen nosto aiheuttaa merkittäviä metaanipäästöjä. Näiden vuoksi turve on ilmastonmuutoksen aikajänteellä ilmaston kannalta jopa huonompi energianlähde kuin pahimpana fossiilisena polttoaineena pidetty ruskohiili.
3. Euroopassa on ollut vain yksi maa, Irlanti, jossa turpeen poltto on ollut energian/lämmöntuotannossa yhtä tärkeää kuin Suomessa. Irlannissa luovutaan turpeen käytöstä energian lähteenä kokonaan ensi vuonna. Ruotsin turpeen käyttö on ollut niin vähäistä, ettei sitä erikseen vaivauduttu luokittelemaan uusiutumattomaksi luonnonvaraksi. Tämän asian turveintoilijat tuovat esiin ja väittävät sen osoittavan, että Ruotsissa turvetta pidetään uusiutuvana energianlähteenä.
4. Huoltovarmuusaspekti turpeessa liittyy vain siihen, että sillä voidaan korvata hiili ja öljy – muut uusiutumattomat energianlähteet. Sen sijaan kaikki uusiutuvat energianlähteet ovat täysin kotimaisia. Eli energiantuotannon huoltovarmuutta voidaan parhaiten lisätä uusiutuvaa energiantuotantoa kasvattamalla.
5. Energian hinnan räjähdysmäinen nousu ei johdu ilmastopolitiikan kunnianhimoisuudesta, vaan siitä, että ilmastopolitiikka ei ole ollut riittävän kunnianhimoista. Fossiilisista polttoaineista ei ole luovuttu riittävän nopeasti. Tämän takia Venäjä pystyy nyt käyttämään energia-asetta Eurooppaa kohtaan.

Fish kill in Oder river - blame the climate change

Maanantai 26.9.2022 klo 15.11 - Mikko Nikinmaa

 

The temperature measured in Oder river was exceptionally high, when the mass mortality of fish occurred. Although other factors certainly also had a role, this was the primary reason for the fish kills. This is because the difference between the tolerated upper temperature and the temperature causing death is small regardless of fish species. There are cold water species, species which have very small temperature range where they live, warm water species, and species which live in a wide range of temperatures. However, regardless of their temperature preference or tolerance, when fish are close to their upper critical temperature, the difference between tolerable and lethal temperature is small.

Thus, Oder river fish kill is something we are going to see with increasing frequency, if urgent actions are not carried out to combat climate change. They cannot wait until energy price comes down. And, actually the huge increase in energy price as a result of Russian energy war shows that Europe has been too slow in green conversion. If it had been rapid enough, the stop of Russian gas export to Europe would not have affected energy price at all. Now we are suffering from the slow replacement of fossil fuels by green energy. The Oder fish kill shows that we must tolerate the high energy price and speed up the transfer to green energy.

The thermal tolerance of fish is not increased by 40-45 years of exposure to increased temperature

Sunnuntai 25.9.2022 klo 18.42 - Mikko Nikinmaa

The waters in the vicinity of nuclear power plants give a possibility to investigate how increased temperature affects fish populations. Nuclear power plants use ambient water to cool down the units where energy is produced. The cooling water is returned to the environment. As a consequence the water in the vicinity of the power plant is 2-5^oC higher than in the environment generally. In Finland, nuclear power has been produced 40-45 years, so organisms have experienced the increased temperature for that period of time. Both the temperature increase and the duration of exposure are similar to what can be expected to occur as a result of climate change.

In her Ph.D. thesis, which is defended on September 30, 2022, Giovanna Mottola used this natural exposure to evaluate, if the 40-45-year exposure was able to improve the thermal tolerance of stickleback. The results indicate first, that regardless of the previous exposure history, a short heat wave increases the highest temperature tolerated acutely, and second, that previous history of living in the high temperature of the vicinity of nuclear power plant does not affect the temperature tolerance as compared to non-exposed fish. This means that fish living at an increased temperature are closer to the tolerance limit than fish living in cooler temperatures, and if a heat wave occurs, are consequently more likely to succumb. Although the studies are only on one species, similar results have been observed with the couple of other species so far studied. This suggests that the upper thermal tolerance of a given species is fixed and cannot be evolutionary increased within the time window available in climate change scenarios.

If one then considers on the basis of the natural laboratory data the ecological status of fish populations in the climate change scenarios, it appears likely that marked disappearance of fish occurs, before the migration of more temperature-tolerant, southern fish occurs. This will be true because of the time constraints of movement. Also, coastal fish are not likely to cross open water areas, so in their case the northward migration of southern populations is further slowed down.

Extreme heat in Europe - a new normal together with cold spells in winter, if climate change is not stopped

Tiistai 20.9.2022 klo 11.29 - Mikko Nikinmaa

The climate models predict that the circulation of warm water towards north and cold water to the south can radically decrease in near future. This is mainly the result of the melting of Greenland ice sheath, which liberates a lot of fresh water to the Arctic Ocean/North Atlantic. Because of this, the surface water becomes less dense than earlier and will not sink in the water column. The downward movement of surface water is the main driver of northward current of warm water in Gulf Stream. Since Gulf Stream keeps the European climate temperate increasing especially winter temperatures, its weakening may change the climate towards Siberian-like.

Other major effectors of European climate are the jet streams at high altitude. Their movements to a large extent determine the movement and stability of low and high pressure zones, and depending of the location of the zones if tropical or arctic air is moving towards Europe. The jet stream has recently started to split more often than earlier, and between the split any weather pattern becomes more stationary that earlier. Although there is no conclusive evidence that the increased splitting of jet stream would be caused by climate change, it has only started to occur recently, more or less at the same time as the global average temperature has increased more than one degree centigrade.

The two factors, weakened Gulf stream and jet stream function, predict that Europe can expect extended heat spells in summer and cold winters. The cold winter weather may occur even though the global temperature increases markedly. So, the truth value of the following is zero. “Look, it is cold now, there is no climate change”, as climate sceptics certainly shall say. But scorching heat in future summers becomes even worse than in 2022   

Amazonas may have reached the tipping point already - if not, urgent action is necessary

Maanantai 12.9.2022 klo 18.51 - Mikko Nikinmaa

If 20-25 % of a rainforest area is lost (deforested, burned), the forest turns to savannah. This is because the water cycle maintaining the forest is interrupted. The tree area of the forest needs to be adequate in order to guarantee that the evaporative water loss from the trees turns to rain that keeps the forest alive. With decreasing evaporation, the moisture generated is not enough to turn to rain, and the moisture-requiring forests disappear and are replaced by savannah. This generates an extensive loss of the carbon-dioxide absorbing capacity of the area. Since Amazonas has for good reason been called Earth’s lungs, the deforestation and burning can be called Earth’s lung cancer.

It is estimated that the area of Amazonas that has already been changed to agricultural land is a little less than 20 %. In addition, another 6 % is under quite heavy human influence, but could be returned to proper rain forest. Thus, we are clearly at the tipping point; if forest loss is allowed to continue, we lose the major carbon dioxide sink, if we take the countermeasures, restoring the heavily impacted area, Earth’s lungs may survive.

When the international agreements on combatting climate change were done, one point that was agreed upon was that the industrialized North would give lots of funds for third world countries to enable them to establish, e.g., protected forest areas. Hitherto only less than ten % of the promised funds have been allocated. It would, however, be easy to fulfil the monetary promises, e.g., by placing a small climate tax on the superrich. Then their riches would be more beneficial to mankind than the short space explorations.

Bruttokansantuote mittarina - niin mennyttä aikaa

Keskiviikko 7.9.2022 klo 17.56 - Mikko Nikinmaa

Kun kuuntelee uutisia, taloudesta puhutaan melkein pelkästään bruttokansantuotteen muutoksia käsitellen. Jos bruttokansantuote ei kasva riittävästi, on syytä huolestua. Jos bruttokansantuote laskee, jos vajoamme taantumaan, on syytä sirotella tuhkaa päällemme ja voivotella suureen ääneen. Bruttokansantuotteesta ja sen kasvusta on tullut talouden pyhä lehmä, jota politiikassa tai mediassa ei juuri koskaan kyseenalaisteta. Mutta, se on niin mennyttä aikaa.

Käsitteenä bruttokansantuote syntyi 1930-luvun alussa, kun Presidentti Roosevelt USA:ssa käynnisti New Deal talousohjelman suuren pörssiromahduksen jälkeen ja talouden kehittymistä piti ruveta mittaamaan. Koko käsitteen luoja Kuznets sanoi jo tuolloin, että kansakunnan hyvinvointia voidaan tuskin päätellä kansantuotteen koosta. Tästä huolimatta 1950-luvulta alkaen bruttokansantuotetta ja sillä mitattua kansantuotteen kasvua on käytetty pääasiallisena hyvinvoinnin mittarina. Käsite mittaa teollisen ja palvelujen tuotannon arvon aikayksikössä. Näin ollen sekä ympäristöä pilaava toiminta että sen korjaaminen lisäävät bruttokansantuotetta. Jos esimerkiksi ojan kaivaminen on tavoite, bruttokansantuotteen maksimoimiseksi kannattaisi ryhmän 1 kaivaa oja, ryhmän 2 täyttää se ja ryhmän 3 kaivaa oja uudestaan. Tällöin kaikkien kolmen ryhmän toiminta lisää BKT:ta.

Siihen asti kun maapallon resurssit riittivät, BKT:n kasvu voi kuvata hyvinvoinnin kasvua. Vasta 1970-luvun alussa resurssien käyttö ylitti maapallon kantokyvyn. Tämän jälkeen, käytännössä viimeiset 40 vuotta kaikki vaihtoehtoiset indeksit ovat osoittaneet hyvinvoinnin laskeneen teollisuusmaissa, vaikka bruttokansantuote on kasvanut. Lisäksi taloudellinen eriarvoisuus sekä maitten sisällä että maitten välillä on kasvanut voimakkaasti bruttokansantuotteen kasvaessa. Kun 1950 maailman rikkaimman neljänneksen BKT henkeä kohti oli viisinkertainen maailman köyhimpään verrattuna, 2010 ero oli 25-kertainen.

Japanin tie on BKT-uskovaisten mielestä kauhistuttava. Siellähän kansakunta on joutunut jo vuosikymmeniä elämään ilman BKT:llä mitattua taloudellista kasvua. Lisäksi väestön keski-ikä on noussut. Näiden tekijöiden pelotellaan aina johtavan tuhoon. Onneksi Japani on riittävän kaukana Suomesta, jottemme näe todellista tilannetta päivittäin. Tuntuu nimittäin siltä, että Japanissa BKT:n kasvun puute ei ole aiheuttanut mitään ongelmia, kun taas kasvuhakuisissa maissa ympäristön tila ja ihmisten hyvinvointi ovat kärsineet.

Bruttokansantuotteen sijaan pitäisikin käyttää mittareita, jotka ottavat huomioon ympäristön, ihmisten ajankäytön hyvinvoinnin eikä tuotannon tehokkuuden lähtökohdista ja sosiaalisen tasa-arvon. Aina kun toiminta aiheuttaa negatiivisen ympäristövaikutuksen, hyvinvointi heikkenee eikä kasva niin kuin BKT:tä käytettäessä. Mittareita, jotka eivät perustu pelkkään tehokkuuden kasvuun ilman ympäristövaikutuksien huomioonottamista, on jo useita. ISEW eli kestävän taloudellisen hyvinvoinnin mittari ottaa huomioon sen, miten toiminta vaikuttaa ympäristöön. Jos vaikutus on negatiivinen, mittausarvo laskee. Lisäksi mittausarvoa laskee se, jos toiminta lisää eriarvoisuutta. GPI eli aidon kehityksen mittari on ISEW:stä edelleen kehitetty niin, että siinä kaikelle vapaaehtois- ja kotitaloustyölle lasketaan arvo ja BKT:sta yksiselitteisesti vähennetään ympäristöhaittojen ja sosiaaliongelmien kustannukset. HPI eli onnellisen planeetan indeksi pyrkii ottamaan huomioon, miten suuri ekologinen jalanjälki ihmisten olemassaololla tietyllä alueella on. Kaikki nämä vaihtoehtoiset mittarit kuvaavat paljon bruttokansantuotetta paremmin, miten kansakunta voi.

Olisikin hienoa, jos menneiden aikojen taakasta, BKT:sta, siirryttäisiin raportoimaan esimerkiksi GPI:tä. Enää ei olisi tärkeintä, että tuotanto tehostuu, vaan että ihmisen hyvinvointi parantuu.

Pitäisikö ilmastotoimia viivyttää sähkön hinnan nousun vuoksi? NO EI!

Keskiviikko 31.8.2022 klo 16.33 - Mikko Nikinmaa

Nyt kun sähkön hinta on noussut pilviin, ovat useat tahot ruvenneet vaatimaan, että ilmastotoimia pitäisi viivyttää, jotta sähkön hintaa saataisiin lasketuksi. Erityisen kovaäänisiä ovat olleet perussuomalaiset, joiden mielestä tämänhetkiset ilmastosuunnitelmat ovat täysin järjettömät ja ajavat Suomen haaksirikkoon. Ilmastotoimien viivyttäminen olisi kuitenkin askel Venuksen tielle. Eli ne samat tahot, jotka ovat niin huolestuneita rahallisen velan jättämisestä jälkipolville, eivät piittaa lainkaan siitä, onko ilmasto ihmiselämälle kelvollinen.

Melkein puolet suomalaisista on edelleenkin sitä mieltä, ettei mitään merkkejä ilmastonmuutoksesta ole. He naureskelevat IPCC:n kauhuraportoinnille väittäen, etteivät mitkään raporteissa esitetyt skenaariot ole toteutuneet. Ja sitä paitsi, Suomi on asujamäärältään niin vähäinen, ettei millään täällä tehdyillä toimilla ole maailmanlaajuisesti mitään merkitystä. Tuo väite ei aivan pidä paikkaansa. Yhden suomalaisen hiilijalanjälki on sama kuin 20-50 afrikkalaisen. Kun meitä on 5,5 miljoonaa, tämä tarkoittaa, että vastaamme 110-275 miljoonaa afrikkalaista. Jos vähentäisimme hiilidioksidin tuotantomme henkeä kohti puoleen nykyisestä, sen merkitys olisi sangen huima. Sitä paitsi hiilidioksidipäästöjen vähentäminen henkeä kohti puoleen nykyisestä jo tällä hetkellä ei olisi mikään mahdottomuus. Tuskin kukaan perussuomalainenkaan on sitä mieltä, että ruotsalaiset ovat köyhiä. Kuitenkin keskimääräisen ruotsalaisen tämänhetkinen hiilijalanjälki on vain puolet suomalaisen vastaavasta.

Sähkön hinnannousuhan ei johdu ilmastotoimista vaan siitä, että olemme olleet liian riippuvaisia fossiilisista polttoaineista energiantuotannossakin. Nyt kun Venäjä hyökkäsi Ukrainaan ja käyttää fossiilista energia-asettaan Eurooppaan, kärsimme siitä, että emme ole ajoissa luopuneet fossiilisten polttoaineiden käytöstä. Mikäli nyt tehdään toimia, jotka suosivat fossiilisten polttoaineiden käyttöä energiantuotannossa, tilannehan vain pahenee.

IPCC:n raportit eivät valitettavasti ole olleet kauhuraportointia. Minkä ensimmäisissä raporteissa ennustettiin tapahtuvan alhaisella todennäköisyydellä, on viimeisissä muuttunut lähes varmaksi. Tänä vuonna tapahtuneiden ilmiöiden on ennustettu sattuvan vasta 2050. Ja tapahtumiahan riittää. Keski- ja Etelä-Euroopassa ei ole ollut koskaan niin kuumaa ja kuivaa kuin tänä kesänä. Tämän vuoden metsäpaloissa vapautunut hiilidioksidimäärä on suurempi kuin koko Euroopan Yhteisön vuodessa tuottama hiilidioksidi. Tuhannet ihmiset ovat kuolleet rankkasateiden aiheuttamiin tulviin Pakistanissa, osassa Intiaa, USA:ta ja Australiaa. Helleaalto Kiinassa on pahempi kuin ainakin 500 vuoteen. Grönlannin jäätikkö on sulanut ennätystahtia, minkä seurauksena merien vedenpinta on noussut keskimäärin yli 30 senttiä. Arktisten alueiden ikirouta on ruvennut sulamaan niin, että sulaneen roudan alapuolelta voi päästä vapautumaan metaania, mikä on parikymmentä kertaa hiilidioksidia pahempi kasvihuonekaasu.

Venuksen tie. Niin Venuksen lämpötilahan on 400-500 astetta. Siihen on onneksi matkaa. Mutta jos metsät palavat ja metaani vapautuu, kun ilmastotoimet jätetään tekemättä, joudutaan nopeasti kierteeseen, jossa lämpötila vain nousee. Eli jyrkkä EI ilmastotoimien viivyttämiselle.

Saiga-antiloopin paluu

Maanantai 22.8.2022 klo 19.14 - Mikko Nikinmaa

Kun nuorena opiskelijana olin kesätöissä Korkeasaaressa vuonna 1975, yksi suosikkieläimistäni oli saiga-antilooppi. Tuo pieni arojen asukas on erityisen sopeutunut kuivaan ilmastoon. Sen tärkein rakenteellinen, ulospäin näkyvä piirre on pitkä turpa. Pitkissä sieraimissa uloshengitysilman kosteus tiivistyy ja voidaan ottaa pisaroina talteen. Näin vettä ei mene hengityksessä juuri lainkaan hukkaan.

Melkein kaikki saiga-antiloopit asuivat Neuvostoliiton aroilla, missä niitä metsästettiin silloin ja Neuvostoliiton hajoamisen jälkeen niin että lajin kanta putosi useista miljoonista 40000:een vuonna 2005. Tuo kanta on jo niin pieni, että hyvästä syystä ruvettiin pelkäämään lajin kuolemista sukupuuttoon. Onneksi näin ei käynyt, vaan saiga-antiloopista on tullut yksi lajeista, jotka eivät noudata yleistä luonnonkirjon katoa. Nykyisin saiga-antilooppien määrä on taas ylittänyt miljoonan, joten se on liittynyt merikotkan, laulujoutsenen ja Itämeren harmaahylkeen joukkoon osoittamaan, että näkyvät eläimet saadaan pelastetuksi sukupuuton partaalta jos niin halutaan.

Forest Fires of the Arctic - as Big Problem as Amazonian Forest Fires

Maanantai 22.8.2022 klo 17.34 - Mikko Nikinmaa

When people are talking about the role of forest fires in climate change, the talk is almost invariably restricted to destruction of Amazonas and other major rain forest areas. Without doubt the problem of Amazonian deforestation is highly important as it has been estimated that if more than 20 % of the rainforest area disappeared, the rainforest would start turning into savannah. Amazonas has already lost more than 15 % of the forest area. For the world’s carbon dioxide balance this is a huge threat, as savannah is a much weaker carbon dioxide sink than rain forest.

However, wildfires elsewhere can be as big a problem to the earth’s well-being as fires in rain forests. To give an idea of the overall problem of wildfires, the estimated carbon dioxide release in 2022 already exceeds the yearly carbon dioxide emissions of European Union. Thus, small reductions in anthropogenic emissions cannot compensate for the forest fires.

The Arctic forest fires cause many additional problems. The magnitude of forest fires in the Arctic areas has tripled in the last 50 years. The first immediate problem is naturally the carbon dioxide given up in the burning forest. Luckily, much of the carbon dioxide is quite rapidly taken up by regrowth. Much worse problem of the Arctic wildfires is that the permafrost starts to melt. It is estimated that about twice the amount of carbon as is currently present in atmosphere is currently stored below permafrost, mainly as natural gas. Imagine if that becomes liberated via the craters developed by the melting permafrost – such a catastrophe is not included even in the most pessimistic climate models.

In comparison to the liberation of natural gas the other problems associated with wildfires may be considered small but are still serious. For salmonids migrating up the rivers to spawn, the fires cause problems liberating significant amount of nutrients and muddying the water. Consequently, the oxygen level of the water decreases, and the bottom becomes unsuitable for egg development. This, together with increased water temperature may wipe out the populations of salmonids altogether. Lichens, which are an important food item for deer (such as reindeer and caribou) may take up to 50 years to recover from burning. Similarly, cranberries and blueberries can rapidly grow back from roots, if only the above-ground part of the plant burns. However, if the fire is so severe that also the roots burn, the recovery is slow, as seeds must come from elsewhere to replace earlier growth. Losses of plants and animals can also otherwise be replaced only slowly, so that since the biodiversity of Arctic areas is low, it will remain extremely low in burnt areas for many years after fires.

Why do some people still say that there is no climate change?

Tiistai 16.8.2022 klo 11.58 - Mikko Nikinmaa

I just add a picture of Central European river (The river is supposed to run, where you only see stones). After seeing photos like that, it is very difficult to understand why the same people who worry so much about leaving debt to future generations, are climate change deniers. (photo by Tobi Kellner) 

Fish kill in Oder river - it is what I have feared

Sunnuntai 14.8.2022 klo 15.23

As a background, I have studied temperature responses of fish since 1980 and have written the book “Introduction to Aquatic Toxicology”, which was published by Elsevier in 2014, so both temperature- and pollution-related problems are within my expertise.

This summer has been intolerably warm in Central and Southern Europe. Fish kills are frequent in small, shallow lakes during heat waves in Finland, because of both reduced oxygen levels and increased temperatures. Fish kills don’t usually occur in rivers, because they have higher oxygen levels and remain cooler than small lakes. The species composition of fishes in the rivers also differs from that in the small lakes: rivers have more species, which require cooler water and higher oxygen levels. Thus, in the case of the Oder fish kill, one would need to evaluate, if all species have died equally or if species with lowest thermal maxima are overrepresented among the dead fish. If the latter is the case, then it is likely that we are experiencing the first climate change-related mass mortality of fish in Central Europe.

As the reason for the Oder fish kill, one has almost unequivocally concentrated on chemical pollution, although there have not so far been definitive measurements showing that this would have been the case. This is by all means possible, as dredging has been done in the river, which usually liberates contaminants which have been hidden in the sediment. However, even in this case an equally worrisome problem is that drought has caused the flow of the river to decrease markedly: any liberated pollutants have much higher concentrations than would be the case without drought. Also, virtually all pollutants are more toxic to fish at high than at low temperature. This being the case, even if pollutants are the cause of fish deaths, their level need not have increased. Because of the temperature increase, the toxicant level is lethal, even though it would not have been that at a lower temperature. This could be the case even if contaminant concentrations have increased.

In conclusion, the Oder fish kill is either directly caused by climate change, or temperature increase has contributed to the pollutant-induced fish kill. If serious climate actions are not done soon, I am afraid that similar events are observed regularly throughout the globe.