Alkuun
Keskustelua
Vaikuttaako havainto kohteeseensa biologiassa? (Petter Portin ja Kari Lagerspetz)
 
Emeritusprofessori Raimo Lehti käsitteli Tieteessä tapahtuu -lehdessä (6/2000) [1] kysymystä vaikuttaako havainto kohteeseensa etupäässä fysiikan ja tähtitieteen kannalta. Samalla hän haastoi biologit vastaamaan siitä, miten tämän kysymyksen laita on biologiassa. Yritämme tässä kirjoituksessa vastata haasteeseen, mutta toteamme heti, ettei tämä ongelma ole biologiassa niin olennainen kuin kvanttifysiikassa, eivätkä biologeja tällaiset kysymykset (ehkä valitettavasti) suuremmin askarruta. Koska ongelma on kuitenkin tieteenfilosofian kannalta mielenkiintoinen mm. pohdittaessa tieteiden välisiä rajoja, kunkin tieteenalan autonomisuutta ja erityispiirteitä, esitämme kysymyksestä oman näkemyksemme.
 

Biologian kannalta asiasta on melko vähän sanottavaa. Biologian havaintokohteet ovat samankaltaisia kuin makrofysiikan havaintokohteet, eikä havainto niihin mitenkään vaikuta. Sen sijaan biologiassa on hyvin tavallista, että ennen havainnon tekemistä kohteen olosuhteita joudutaan muuttamaan, mikä tietysti vaikuttaa siihen. Biologihan joutuu usein jopa tappamaan koe-eläimensä, -kasvinsa tai -sienensä, ennen kuin havainto voidaan tehdä. 
 

Havaitsija häiritsijänä

Lehden esittämässä havaintojen tyyppien luokittelussa tulee biologiassa kysymykseen hänen toinen jaottelunsa: b ja bß: joko havainnon kohde on havaittavissa havaitsijan puuttumatta siihen tai havainnon kohde on havaittavissa vain jos havaitsija vaikuttaa siihen jollain tavalla.

Esimerkkejä ensimmäisestä tapauksesta ovat vaikkapa amiraaliperhonen niityllä, kärpässieni metsässä tai laulava satakieli rantatiheikössä. Toisesta kohdasta esimerkkejä taas ovat värjätyt kromosomit valomikroskoopissa, mitokondrion pituus elektronimikroskoopissa, risteytyskokeiden tuloksena syntyneiden banaanikärpästen silmän väri, mittarilukemat eläimen hapenkulutuksesta eri lämpötiloissa tai DNA-molekyylit sekvensointilaitteistossa. Missään näistä tai vastaavista tapauksista ei havainto vaikuta kohteeseensa. 

Biologinen koe on tarkoituksellisesti järjestetty havainnontekotilanne, jonka päämääränä on keksiä, testata tai havainnollistaa jokin tosiasia, tapahtuma, periaate tai yleinen totuus. Koe muotoillaan tavallisesti vastaamaan kysymykseen mikä on tekijän x vaikutus ilmiöön y, esimerkiksi lämpötilan (x) vaikutus hapenkulutukseen (y). Koetilanne redusoidaan asetelmaksi, jossa vain yksi muuttuja (x, vapaa muuttuja) vaihtelee kokeen kuluessa ja muut muuttujat, jotka saattaisivat vaikuttaa tutkittavaan ilmiöön pidetään vakioisina. Jos mahdollista kokeeseen liitetään verrokkiryhmä (kontrolli), jolle vapaata muuttujaa ei vaihdella. Se antaa riippuvan muuttujan (y) ns. nolla-arvon, johon kokeessa saatuja arvoja verrataan. 

Edellinen oli yksinkertaisin koejärjestely. Biologiassa tehdään myös monimuuttujakokeita, joissa esimerkiksi kasvualustan kemiallista koostumusta, lämpötilaa ja valaistusta muutetaan samanaikaisesti eri koeryhmillä, joiden kasvua voidaan seurata monin eri menetelmin. Varianssianalyysillä käsiteltävät havaintojen tulokset antavat todennäköisyyksiä eri tekijöiden erillisille ja yhteisvaikutuksille.

Biologiset kokeet ovat siis samankaltaisia kuin kokeet fysiikassa ja kemiassa: havaittavan kohteen ympäristöä muutetaan, useimmiten yksinkertaistetaan tietoisesti. Havainnolle asetetaan reunaehdot, määritellyt havainto-olosuhteet, mutta itse havaintoon tämä ei vaikuta. On selvää, että koe voi vaikuttaa havainnon kohteeseen. Se voi muuttua. Näinhän tapahtuu esimerkiksi oppimiskokeissa, joissa perättäiset havainnot voivat osoittaa eläimen käyttäytymisen muuttuvan jo kokeen aikana ja sen jälkeenkin. Tässäkin koejärjestely vaikutti, mutta ei havainto. 

Kuten Lehden sydänfilmikoetta koskevasta esimerkistä käy ilmi, havainnon tuloksen kertominen potilaalle saattaa muuttaa sydämen toimintaa. Käyttäytymisbiologiset havainnot ihmisapinoilla ja muilla kehittyneemmillä nisäkkäillä voivat vaikuttaa niiden käyttäytymiseen. Ne saattavat huomata, että niitä havainnoidaan ja muuttaa käyttäytymistään sen mukaan. Esimerkiksi jokainen koiran omistaja tietää, että koirat osaavat teeskennellä. Ihmiset voivat vastata tahallaan "väärin" gallup-kyselyihin. Tällainen havaitsijan ja havainnon kohteen välinen havaintoa edeltävä takaisinkytkentä (palaute, feed back) voi tietysti vaikuttaa tulevaan havaintoon, niinkuin muutkin koejärjestelyt.

Tässä heitämme pallon edelleen psykologeille, ihmis- ja yhteiskuntatieteilijöille. Vaikuttaako havainto kohteeseensa?
 

Yksilöllisyyden ongelma 

Kvanttifysiikassa hiukkasen paikkaa ja sen liikemäärää ei voi havaita yhtä aikaa täysin tarkasti. Havainnon kohteeksi on pakko valita jompikumpi tai tyytyä klassisen mekaniikan syysuhteiden kannalta epätyydyttäviin likiarvoihin, kuten Tarja Kallio-Tamminen toteaa (Tieteessä tapahtuu 5/2000) [2]. Niels Bohr, jonka "kööpenhaminalaista tulkintaa" Kallio-Tamminen esittelee, päätyi tässä suhteessa ns. komplementariteettiin: kvanttifysiikassa hiukkasilla ei ole erikseen havaittavissa olevaa paikkaa ja liikemäärää, vaan näitä koskevat havainnot ovat toisiaan täydentäviä, komplementaarisia. 

Bohr halusi esittää jotain vastaavaa biologian alueelta ja totesi että saman eliöyksilön rakennetta ja elintoimintoja ei voi yhtä aikaa tarkasti mitata. Eliöillä on tietysti paljon enemmän erilaisia ominaisuuksia kuin kvanttien paikka ja liikemäärä, ja on selvää, että kaikkia niitä ei voi samalla hetkellä samasta yksilöstä havaita. Bohrin jo 1933 [3] ja myöhemmin ehdottama "biologinen komplementariteetti" ei ole innostanut ainakaan biologeja. 

Fyysikko Walter Elsasser oli monissa kirjoissaan ja kirjoituksissaan vuodesta 1958 alkaen [4] sitä mieltä, että eliöiden yksilöllisyys estää niitä koskevien kausaalilakien mahdollisuuden. Tarvittiin erityisiä "bionomisia lakeja". Filosofi Eino Kaila taas katsoi kvanttifysiikan, biologisten säätelyilmiöiden ja hermoston vaikutuksen käyttäytymiseen selittämiseksi tarvittavan uutta "terminaalikausaliteetin" käsitettä [5]. Kumpikaan näistä ajatuksista ei ole saanut seuraajia. 

Sama geeniperintö, samat DNA-molekyylit eivät merkitse täydellistä samanlaisuutta, vaikka "yksilön kloonauksesta" nykyään puhutaan. On totta, että esimerkiksi ihmisen jokaisella valkoisella verisolulla ja aivosolulla on samat geenit ja DNA-molekyylit. Silti valkosolut ovat alkueläinmäisesti ihmisruumiissa liikkuvia ja bakteereja syöviä soluja, kun taas ihmisen keskushermoston soluilla voi olla muita, esimerkiksi muistiimme liittyviä toimintoja. 

Yksilöllisyys ei ole vain perintötekijöiden määräämää. Saman klooninkin eri yksilöillä, jotka siis ovat geeneiltään ja DNA:ltaan keskenään samanlaisia, ilmenee yksilöiden välistä vaihtelua, niin partenogeneettisesti lisääntyvillä vesikirpuilla kuin samasta hedelmöittyneestä munasolusta kehittyneillä identtisillä kaksosillakin. 

Yksilöllisyys ei rajoitu vain elävään luontoon [6]. Kuten eliöt, kivetkin ovat erilaisia. Jos jokin kivi rikotaan sen tutkimiseksi, toista täysin samanlaista kiveä ei ole. Elottomassa luonnossa on myös yksilöllisiä avoimia järjestelmiä, kuten esimerkiksi tulenliekkejä ja myrskyjä. Jälkimmäisillehän annetaan yksilöllisiä nimiäkin. 

Biologiassa kuten muissakin tieteissä yksilön tasoa laajemmin päteviin yleistyksiin pääsemiseen tarvitaan siis karkeistusta ja tilastollista käsittelyä. Tässä suhteessa biologia ei eroa monista muista tieteistä. Sen erikoislaatu on siinä, että kaikki eliöt ovat saman ilmiön, evoluution tulosta ja saman (tai muutaman) sukupuun oksia.
 

Tilastollisia lakeja biologiassa

Tilastollinen kausaliteetti ja todennäköisyydet ovat tietysti tuttuja muustakin kuin kvanttifysiikasta, esimerkiksi epidemiologiasta. Niinpä esimerkiksi pystytään varsin tarkasti ennustamaan montako ihmistä Suomessa kuolee kuluvan vuoden aikana. Samoin pystytään ennustamaan kunkin yksilön kuolemanvaara, eli käytännössä todennäköisesti jäljellä olevat elinvuodet, jotka riippuvat esimerkiksi hänen iästään ja sukupuolestaan. Silti emme pysty yleensä varmuudella ennustamaan kenestäkään ihmisyksilöstä tuleeko hän kuolemaan kuluvan vuoden aikana vai ei.

Biologian lainalaisuuksista Mendelin säännöt, siis periytymisen peruslait ovat olennaiselta luonteeltaan tilastollisia lakeja. Mendelin laeista johdettu, synteettisen evoluutioteorian perustana oleva teoreettinen populaatiogenetiikka on siis myös tilastollista ja sen myötä koko evoluution tutkimus. Evoluutioteoriassa keskeinen kelpoisuuden (fitness) käsite on niinikään suhteellinen ja tilastollinen. Kelpoisuus on yksilön suhteellinen kyky tuottaa lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Yksilöä siis verrataan muihin yksilöihin tai populaation keskiarvoon.

Kallio-Tammisen [2] mukaan Bohr kiinnitti vakavaa huomiota kielen asemaan tiedon muodostuksessa. Bohr halusi erityisesti ymmärtää, miksi meidän on käytettävä näennäisesti yhteensopimattomia käsitteitä kuten hiukkasia ja aaltoja kuvatessamme atomaarisia systeemejä koskevia havaintojamme. Mitään todellista ristiriitaahan asiassa ei voinut olla, kun kaikkia havaittuja ilmiöitä voitiin käsitellä samalla kvanttimekaniikan formalismilla. Bohr päätyi siihen tulokseen, että emme voi enää olettaa luonnollisen kielemme vastaavan todellisuutta samalla tavoin kuin aikaisemmin oli oletettu. 

Biologiassa ei ainakaan vielä olla tässä tilanteessa, vaan sekä Mendelin säännöt, populaatiogenetiikan lainalaisuudet että evoluutioteoria voidaaan kuvata ja tavallisesti kuvataankin luonnollisella kielellä.

Silti biologit voivat yhtyä siihen Werner Heisenberginkin toteamaan seikkaan, että luonnontiede on osaksi ihmisen muotoilemaa [2]. Luonnontieteen ei täten pidä olettaa kuvailevan luontoa sellaisena kuin se on. Arkikokemus ja luonnontiede voivat antaa kuvan luonnosta vain sellaisena kuin se ihmisen kulloisellekin kysymyksenasettelulle näyttäytyy. Immanuel Kantin das Ding an sich jää lopultakin tavoittamatta. Onko sillä väliä? 
 

VIITTEET:

[1] Lehti, Raimo (2000): "Vaikuttaako havainto kohteeseensa?" Tieteessä tapahtuu 6/2000, 5-12.

[2] Kallio-Tamminen, Tarja (2000): "Havaitsijan asema kvanttimekaniikan kööpenhaminalaisessa tulkinnassa". Tieteessä tapahtuu 5/2000, 27-34.

[3] Bohr, N. (1933): "Light and Life". Nature 131, 421-423, 457-459.

[4] Elsasser, Walter M. (1958): The Physical Foundation of Biology. Pergamon Press, London. 

[5] Lagerspetz, Kari (1968): "Terminaalikausaliteetin näennäisongelma". Ajatus 30, 82-95.

[6] Lagerspetz, Kari (1969): "Individuality and creativity: Is biology different?" Synthese 20, 254-260.
 

Petter Portin on Turun yliopiston perinnöllisyystieteen professori ja Kari Lagerspetz fysiologisen eläintieteen emeritusprofessori. 
 

Pyhäinhäväistyksen pakko? (Jukka Määttänen)
 

Raimo Lehden kirjoitus "Paikka suhteellisuusteoriassa ja kosmologiassa" (Tieteessä tapahtuu 5/2000) sisältää hätkähdyttävän huomion. Sen nimittäin, että yleisessä suhteellisuusteoriassaan Einstein luopuu suhteellisuusperiaatteesta.
 

Mekaniikan suhteellisuusperiaate tunnetusti sanoo, että on mahdotonta todeta, kumpi liikkuu, esimerkiksi tasaisessa ja suoraviivaisessa liikkeessä oleva juna vai vertailujärjestelmä eli penkere. Järjestelmien kesken vallitsee täysi symmetria.

Yleisellä suhteellisuusteoriallaan Einstein halusi todistaa, että suhteellisuusperiaate pätee myös kiihtyvien liikkeiden kohdalla. Jos lähdetään siitä, että tuo periaate on looginen (kurs.) periaate, on asia jo alunperin selviö ja sen pitäisi olla hetikohta nähtävissä, ilman kompleksista differentiaaligeometriaa.

Kun äskeinen junamme joutuu kiihtyvään liikkeeseen, pitäisi siis suhteellisuusperiaatteen olla loogisena prinsiippinä voimassa. Näyttäisi kuitenkin siltä, että järjestelmät eivät ole yhdenvertaiset, sillä junamatkustaja kokee hitausvoimia, joita asemalaiturilla seisoksija ei koe.

On kuitenkin olemassa keino "pysäyttää juna pysäyttämättä sitä", jolloin suhteellisuusperiaate olisi voimassa siinä muodossa, että on mahdotonta sanoa, kumpi liikkuu, juna vai penkere. Lyhyesti: jos juna liikkuu, penkere seisoo ja jos juna seisoo, penkere liikkuu.

Kiihtyvään junaan vaikuttaa voima ja pelissä on myös yhtä suuri mutta vastakkaissuuntainen hitausvoima, jota fysiikka pitää näennäisenä. Mutta jos me annamme hitausvoimalle aktiivisen roolin, se kumoaa vaikuttavan voiman, jolloin junalle koituu mainio tilaisuus "pysähtyä pysähtymättä".

Kuten sanottu, siinä tapauksessa liikkuu (junan suhteen) penger, oikeastaan koko maapallo, vielä tarkemmin sanoen koko universumi. Dramaattinen kietoutuminen tuo luonnollisesti heti mieleen ns. Machin periaatteen, jonka mukaan kappaleiden inertia eli hitaus aiheutuu kappaleen ja koko muun maailman vuorovaikutuksesta.

Eikö tämä ei-lokaalinen tilanne muistuta myös kaukana toisistaan sijaitsevien systeemien yhteenkietoutumista kvanttimekaniikassa (Tarja Kallio-Tamminen, Tieteessä tapahtuu 5/2000)? Sitäpaitsi, jo Zenon, jota inertia tuskin askarrutti, osasi "pysäyttää nuolen pysäyttämättä sitä" huomauttamalla, että lentävä nuoli on joka hetki siinä missä se on, eli lentäessään levossa.

Suhteellisuusperiaatteen olemus on: asiat, jotka ensi silmäyksellä näyttävät hyvin erilaisilta, jopa antipodisilta, osoittautuvat läheisiksi aina samuuteen asti. Esimerkeistä ei ole pulaa; ajatellaan vaikka sähköä ja magnetismia, tai matematiikassa ns. Taniyama-Shimuran otaksumaa, jonka mukaan modulaariset muodot ja elliptiset yhtälöt, joiden katsottiin edustavan ääripooleja, ovatkin lopulta yksi ja sama asia. Tältä pohjalta Andrew Wiles todisti tunnetusti Fermat'n legendaarisen suuren lauseen.

Suhteellisuusperiaate oli Einsteinin työn johtotähti. Jos yleinen suhteellisuusteoria poikkeaa siitä, on pakko ryhtyä pyhäinhäväistykseen eli teorian tarkistamiseen.

Kirjoittaja on vapaa toimittaja
 

Pyhäinhäväistyksen täsmennys (Raimo Lehti)

Kirjoituksessani, johon Jukka Määttänen viittaa, oli keskeisenä asiana seuraava: Einsteinin varhaisissa erityistä suhteellisuusteoriaa koskevissa kirjoituksissa otettiin lähtökohdaksi inhimillisen tiedon mahdollisuutta ja käsitteiden mielekkyyttä koskeva filosofistyyppinen suhteellisuusperiaate, jonka voi myös muotoilla eräänlaisena "paikkojen tasa-arvoperiaatteena": 
 

(1) Ei ole olemassa sellaista empiirisesti todennettavissa olevaa yksikäsitteisesti määrättyä paikkaa (tai toistensa suhteen levossa olevien koordinaattisysteemien perhettä), että liike tässä paikassa (eli näissä koordinaatistoissa) olisi missään fysikaalisessa mielessä erikoisasemassa verrattuna liikkeeseen toisissa edellisten suhteen tasaisessa liikkeessä olevissa koordinaatistoissa.

Kun Einstein ja hänen seuraajansa kehittivät yleisen suhteellisuusteorian mukaisia tämän meidän tosiasiallisen kosmoksemme malleja, niin näillä malleilla oli ominaisuus:

(2) Kosmos jakautuu yksikäsitteisellä tavalla aikaan ja paikkaan, ja liike tämän jaon mukaisessa paikassa on erikoisasemassa verrattuna liikkeeseen muiden koordinaatistojen suhteen.

Useat fyysikot ja varsinkin tieteenfilosofit pitävät periaatetta (1) olennaisena suhteellisuusteorian osana. Otaksuttavasti kaikki nykyiset tähtitieteilijät hyväksyvät lauseen (2) ja ovat löytäneet empiirisen menetelmän siinä tarkoitetun yksikäsitteisen paikan fysikaaliseksi määrittelemiseksi. Väitteet (1) ja (2) ovat selvästikin keskenään ristiriidassa, joten joko filosofinen periaate (1) täytyy hylätä, tai likimain kaikki tähtitieteilijät ovat väärässä. Tämän kirjoittajaa voi syyttää pyhäinhäväistyksestä korkeintaan, mikäli sellaisena pidetään monien muiden jo kauan aikaisemmin sanoman asian eksplisiittisempää formulaatiota. Artikkelissani mainitsin Eddingtonin tekstin vuodelta 1920; asia löytyy myös suomeksikin vuonna 1951 ilmestyneestä Fred Hoylen populaariteoksesta Maailmankaikkeuden kehitys, jossa sivulla 107 kirjoitetaan:

"... Varmaankin olette huomanneet, että tässä kirjassa olen käyttänyt käsitteitä avaruus ja aika niinkuin niitä voitaisiin käsitellä erikseen. Suhteellisuusteorian mukaan se on arveluttavaa. Mutta sattuu olemaan niin, että meidän maailmankaikkeudessamme voidaan laillisesti tehdä niin, vaikka onkin helppo kuvitella muunlaisia maailmankaikkeuksia, joissa ei voisi. Tämä seikka, että kautta koko meidän maailmankaikkeutemme voidaan tehdä ero avaruuden ja ajan välillä, on meidän maailmankaikkeudellemme ominainen ja tärkeä piirre, ..."

Tässä on erotettu, mitä voidaan tehdä niin kauan kuin liikutaan pelkän teorian puitteissa¸ja mitä voidaan tehdä, kun liikutaan todellisen maailmankaikkeuden puitteissa. Jälkimmäisessä tapauksessa on olemassa absoluuttinen aika, ja jopa absoluuttinen paikka. Hyväksytyn teorian lakeja noudattava universumi voisi olla myös sellainen, että jako ei olisi mahdollinen. 

Erityinen ja yleinen suhteellisuusteoria ovat kaksi matematisoitua teoriaa, eivätkä ne sellaisenaan ole keskenään ristiriidassa. Nähdäkseni voi hyvin perustein sanoa, että kaksi matematisoitua teoriaa ei ole milloinkaan keskenään ristiriidassa; ne vain yksinkertaisesti ovat eri teorioita. Lauseet (1) ja (2) eivät millään välttämättömällä tavalla liity mainittuihin kahteen teoriaan. Erityisen suhteellisuusteorian voi rakentaa ja jopa perustella ilman periaatetta (1); näin teki Hendrik Antoon Lorentz. Kuten Hoylen tekstistä ilmenee, ei lause (2) ole seuraus yleisestä suhteellisuusteoriasta, vaan meidän erityisen universumimme rakenteesta. Tiedossani ei ole sellaista Einsteinin jonkin teoksen kohtaa, jossa hän olisi eksplisiittisesti viitannut lauseiden (1) ja (2) väliseen ristiriitaan. Tätä saattaa hyvinkin pitää hieman kummallisena. Itse katsoisin, että prinsiippi (1) on syytä haudata, ja samalla pitää tätä tapausta varottavana esimerkkinä pyrkimyksille rakentaa fysikaalisia teorioita "filosofisille" periaatteille. 

Käytän tilaisuutta kiittääkseni Petter Portinia ja Kari Lagerspetziä toista pikku kirjoitustani kohtaan osoitetusta kiinnostuksesta ja sen täydentämisestä biologian osalta.
 
 

Aurinko ja ilmaston lämpeneminen (Jarl Ahlbeck)

Heikki Nevanlinna (Tieteessä tapahtuu 6/2000) analysoi mielenkiintoisessa artikkelissaan Auringon vaikutusta maapallon lämpötilaan. Hän toteaa että englantilaiset tiedemiehet ovat saaneet auringon kokonaissäteilyn kasvuksi tällä vuosisadalla 1,65 W/m2, mikä vastaa 0,25 oC lämpötilan nousua, suunnilleen puolta havaitusta (0,6 oC) globaalilämpötilan kasvusta. Hän ei kuitenkaan maininnut että arvo 0,6 oC perustuu epätarkkoihin pintamittauksiin joihin vaikuttavat urbanisoituminen, maankäytön muutokset, lämmitysenergian lisääntynyt käyttö, sekä moni muu ilmastosta riippumaton häiriötekijä.
 

Nämä virheet ovat hyvin vaikeasti korjattavissa. USA:n mantereelta löytyy parhaat ja vähiten häiriintyneet maaseutumittaukset (nk. HCN-tilasto) ja näiden mukaan lämpötila on nykyään suunnilleen sama kuin 1930-luvulla. Muualla maailmasta saadut mittaukset ovat laadultaan paljon heikompia. Erityisen epäluotettavia globaalisen lämpötilan laskemiseksi ovat harvalukuiset valtameri-mittaukset (70 % pinta-alasta) sekä entisen Neuvostoliiton alueelta ja Afrikasta saadut mittaukset.

Kasvihuoneteorian mukaan alempi ilmakehä lämpenisi nopeammin kuin pinta. Alemman ilmakehän lämpötilamittaukset toisistaan riippumattomilla satelliiteilla ja säähavaintopalloilla eivät kuitenkaan näytä tilastollisesti merkittävää lämpenemistä vuonna 1979.

Todellinen globaalinen lämpötilannousu tällä vuosisadalla voi siten olla huomattavasti pienempi kuin 0,6 astetta. Ei ole millään tavalla poissuljettua että todellinen, mutta tuntematon arvo on 0,25 astetta. 

Lukuisista tuntemattomista feedback-mekanismeista johtuen ilmakehän lisääntyneen hiilidioksidipitoisuuden vaikutusta maapallon keskilämpötilaan ei voida luotettavasti laskea teoreettisesti.

Kirjoittaja on Åbo Akademin ympäristötekniikan dosentti.
 

Vastaus Ahlbeckille (Heikki Nevanlinna)

Kansainvälisessä tiedeyhteisössä vallitsee suuri yksimielisyys siitä, että maapallon lämpötila on kohonnut tilastollisesti merkittävästi sitten 1800-luvun puolivälin. Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli (IPCC), joka koostuu ilmastotutkimuksen parhaista asiantuntijoista, on päätynyt lämpötilanousuun 0,3°C - 0,6°C. Havaintojen epätarkkuus ja muut virhelähteet, jotka johtuvat mittauspaikkojen epätasapainoisesta maantieteellisestä jakaumasta, ovat hyvin tiedossa (esim. Parker et al.1994).
 

Kaikki käytettävissä oleva havaintoaineisto on analysoitu varsin perusteellisesti ja erilaisia virhetarkasteluja on myös tehty. Tulokset viittaavat siihen, että jatkuva lämpötilan nousu on tosiasia.

Globaalituloksen kanssa samansuuntaisia arvioita lämpötilakehitykselle on saatu myös yksittäisistä hyvin pitkistä havaintosarjoista kuten Armaghin observatoriosta Irlannista, missä lämpötilahavainnot ovat jatkuneet varsin vakioisessa havaintoympäristössä vuodesta 1844 saakka (Wilson 1998).

Arviot Auringon säteilymuutosten osuudesta tästä lämpötilan kasvusta vaihtelevat. Tanskalaisten tutkijoiden mukaan jopa 2/3-osaa suunnilleen vuoteen 1980 saakka. Saman tutkimusryhmän (Thejll & Lassen 1999) uusimmat tulokset osoittavat, että globaalilämpötilan kasvusta enää alle puolet selittyy auringon aktiviteetin muutoksista ja kasvukäyrien ero johtuu siitä että ihmisen toiminnan aiheuttama lämpötilakasvu on rajusti nopeutumassa.

Tästä aiheesta oli tanskalaistutkijoiden haastattelu Helsingin Sanomien Tiede & Ympäristö -palstalla 7.10. Monet muutkin tutkimustulokset viittaavat siihen, että Auringon säteilypakote ilmakehään on pienenemässä tulevien vuosikymmenien aikana Auringon säteilyn pitkäaikaissyklien mukaisesti (Gleissbergin 80-90 vuoden jaksollisuus) (esim. Pulkkinen et al. 2000).
 

KIRJALLISUUTTA:

Parker, D.E. et al., (1994): Interdecadal changes of surface temperature since the late niniteenth century. Journ. Geophys. Res., 99, 14373-14399.

Pulkkinen, T.I., Nevanlinna, H., Pulkkinen, P.J. and Lockwood, M. (2000): The Sun-Earth connection in time scales from years to decades and centuries. Space Sci. Rev. (painossa).

Thejll P. & K. Lassen (1999): Solar forcing of the Northern hemisphere land temperature: New data. Danish Met. Institute Reports 99-9.

Wilson, R. (1998): Evidence for solar-cycle forcing and secular variation in the Armagh Observatory temperature record (1844-1992) Journ. Geophys. Res., 103, 11159-11171.