Mistä ”maapallon hiilidioksidipitoisuus” oikein tulee?

Moni on varmasti kuullut uutisissa lauseen:

“Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on nyt 422 ppm – korkein 800 000 vuoteen.”

Mutta harva pysähtyy kysymään, mitä tuo luku oikeasti tarkoittaa?
Miten se lasketaan, ja kuinka tarkka se on?
Onko se todella “maapallon keskiarvo” – ja voiko sellaista edes mitata?

Totuus on, että hiilidioksidipitoisuus ei ole missään mielessä tasainen, eikä yhtä tarkkaa globaalia lukua oikeasti ole olemassa. Se on tilastollinen arvio, jonka taustalla on rajallinen mittausverkko ja paljon laskentaa.

Hiilidioksidia mitataan sadoilla asemilla eri puolilla maailmaa – vuoristoissa, saarilla, napa-alueilla ja kaukana kaupungeista. Tunnetuin niistä on Havaijilla sijaitseva Mauna Loa -asema, jonka mittaussarja on jatkunut 1950-luvulta asti. Mittauspaikat on valittu tarkoituksella niin, että ne olisivat mahdollisimman kaukana paikallisista päästölähteistä. Tavoitteena on saada kuva niin sanotusta tausta-ilmasta, joka kuvastaa keskimääräistä ilmakehän koostumusta.

Jo tämä kertoo jotain olennaista: mittauspisteitä on vain muutama sata koko planeetalla – ja useimmat sijaitsevat paikoissa, joissa ei asu juuri ketään.

Jos mittaustuloksia verrataan eri puolilta maailmaa, ero voi olla kymmeniä tai jopa satoja ppm-yksiköitä. Kaupunkien keskustoissa CO₂-pitoisuus voi hetkellisesti nousta 600–700 ppm:ään. Metsissä ja pelloilla se vaihtelee vuorokauden sisällä, kun kasvit päivällä sitovat ja yöllä vapauttavat hiiltä. Merenrannalla, vuoristossa ja napaseuduilla lukemat ovat taas aivan toista luokkaa.

Ilmakehä ei myöskään sekoitu täydellisesti. Pohjoisella pallonpuoliskolla pitoisuus on noin 3–5 ppm korkeampi kuin etelässä, koska suurin osa ihmisistä, teollisuudesta ja kasvillisuudesta on täällä. Siksi "maapallon keskimääräinen hiilidioksidipitoisuus" on käytännössä matemaattinen keskiarvo, ei mitattu todellisuus.

Kun eri asemien mittaukset yhdistetään, niihin liittyy monia virhelähteitä:
paikallinen vaihtelu voi olla ±20 ppm, laitteiden kalibrointivirhe noin ±0,3 ppm, ja tilastollinen keskiarvoistus lisää vielä muutaman ppm:n epävarmuuden.
Yhteensä realistinen virhemarginaali on 10–25 ppm, eli noin 2–5 %.
Toisin sanoen kun uutinen kertoo arvon 422 ppm, todellinen pitoisuus maapallolla voi olla missä tahansa välillä 397–447 ppm.

Hiilidioksidin määrä ei muutu vain ihmisen päästöjen vuoksi. Kun meret lämpenevät, ne päästävät CO₂:ta ilmaan. Kun ne kylmenevät, ne sitovat sitä takaisin veteen. Sama pätee maaperään ja kasvillisuuteen – lämpimänä vuonna CO₂ nousee, viileänä se laskee.
Tämän vuoksi hiilidioksidin nousu- ja laskunopeus vaihtelee vuosittain.
Esimerkiksi El Niño -vuosina, kun Tyynenmeren lämpötila kohoaa, CO₂-pitoisuus kasvaa nopeammin.

On silti hyödyllistä seurata pidemmän aikavälin trendejä. Mittausverkoston ansiosta nähdään, että CO₂-pitoisuus on noussut 1800-luvun lopulta lähtien noin 280 ppm:stä nykyiseen 420 ppm:ään. Tämä kertoo suunnasta, mutta ei yksityiskohdista. Ilmakehä ei ole tasainen säiliö, vaan dynaaminen järjestelmä, jossa hiilidioksidi kiertää maaperän, kasvillisuuden, merien ja ilman välillä jatkuvasti.

Kun poliittiset päätökset, päästötavoitteet ja verot perustuvat yhteen globaaliin lukuun, olisi rehellistä tunnustaa, että tuo luku on vain likimääräinen keskiarvo – ei fyysinen mittaus kaikilta maapallon alueilta. Tämä ei tarkoita, että mittaukset olisivat vääriä, mutta se tarkoittaa, että epävarmuus on paljon suurempi kuin usein annetaan ymmärtää.

Yhteenvetona:

Hiilidioksidi ei ole tasaisesti jakautunut ilmakehässä. Mittauspisteitä on vähän ja ne sijaitsevat erityisolosuhteissa. Globaali arvo on tilastollinen arvio, ei suora mittaus. Virhemarginaali on noin ±10–25 ppm (2–5 %), ja lämpötila sekä luonnolliset vaihtelut vaikuttavat yhtä paljon kuin päästöt.

Kun siis seuraavan kerran kuulet luvun “maailman hiilidioksidipitoisuus”, on hyvä muistaa, että se on vain suuntaa antava keskiarvo – ei totuus koko planeetasta.
Hiilidioksidin mittaus on arvokasta tiedettä, mutta maailma ei ole laboratorio, vaan elävä ja jatkuvasti muuttuva kokonaisuus.