Viis mõtet Velle Tollilt:

  • Eesti talved on juba muutunud. Sõltuvalt piirkonnast kaob püsiv lumikate varasemast 10–30 päeva varem, praegu prognoositava kolmekraadise üleilmse soojenemise korral on talved keskmiselt kuus kraadi soojemad.
  • Puhtam õhk võib anda kliimamuutustele lisahoogu. Õhusaasteosakesed käituvad praegu planeedi jahutajana, halvemal juhul on teadlased nende mõju alahinnanud.
  • Praegused poliitilised lubadused ei taga veel helget tulevikku. Senised riiklikud panused on süsinikuheitmete kasvu küll pidurdanud, kuid kolmekraadise soojenemise korral tuleb investeerida palju rohkem ka kohanemismeetmetesse.
  • Eesti kliimateadlaste read on murettekitavalt hõredad. Eestis on praegu vaid käputäis kliimaeksperte, hädasti oleks vaja juurde majandusteadlasi ja sotsiaalteadlasi, kes suudaksid kliimaküsimusi laiemalt mõtestada.
  • Noorteadlaste toetussüsteem vajab remonti. Praegune projektipõhine rahastus sunnib noori liiga vara kogenud tippudega rinda pistma, mis muudab oma uurimisrühma loomise ja järelkasvu tagamise ebamõistlikult raskeks.

Eurobaromeetri põhjal on kliima eestlaste jaoks endiselt kaheksandajärguline mure. Küll aga huvitab meid, kas jõulud tulevad lumeta või lumega. Kui planeet tervikuna sajandi lõpuks tõesti ligi kolme kraadi võrra soojeneb, siis kas me teame, kui palju harvem me sel ajal suusatada saame?

Kliima on juba muutunud. Lund on vähem ja lumikatteperiood lühem, mida on inimesed ka ise kindlasti tähele pannud, olgu siis suusatamisega seotult või niisama. Püsiv lumikate sulab sõltuvalt piirkonnast 10 kuni 30 päeva varem. Kui meil on lisaks musta maa tõttu valgust vähem, näeme, kuidas see talveperioodil inimeste meeleolule mõjub. Ligi kolmekraadise üleilmse soojenemise korral on Eesti talved ligi kuus kraadi soojemad ja pikemalt püsiva lumikattega talvi näeb harva.

Sõltuvalt inimeste eelhäälestatusest ja usust võivad nad samas väita, et nende lapsepõlves olid jõulud samuti sageli mustad või sai just uisutamas käia. Millisel määral saame me tegelikult oma mälu selliste asjade puhul usaldada ja kuidas elada tõenäosusliku maailmapildiga?

On selge, et inimese enda taju ei ole infoallikana kaugeltki ideaalne. Isiklik vaade on aga sellegipoolest oluline, kui räägime kas ohtliku ilma või kliimamuutuste mõjust. Meid huvitab ju eeskätt kliimamuutuste mõju inimesele. Seetõttu on kliimamuutuste sidumine inimese enda kogemustega kahtlemata oluline.

Ma ise keskendun oma uuringutes inimtegevuse kliimamõju tugevuse täpsustamisele. Suheldes avalikkusega pean aga tihti alustama endiselt tõenditest, kuidas maailm on selgelt soojemaks läinud ja kust me teame, et kliimamuutused on inimtekkelised. Oluline on rääkida aga ka tänastest uurimisküsimustest: kui ulatuslikuks kliimamuutused kujunevad ja kui tundlik on Maa kliima inimtekkelistele heitkogustele.

Teie värskelt rahastuse saanud teadusprojekt keskendub küsimusele, kui palju aeglustavad õhusaasteosakesed kliima soojenemist. Isegi kui üksiku tehase mõju võib uppuda ilmastiku loomuliku muutlikkuse mürasse, millistest suurusjärkudest tervikuna rääkida saab?

Fossiilkütuste põletamisel tekivad lisaks kliimat soojendavatele kasvuhoonegaasidele õhusaasteosakesed ehk aerosoolid, mis jahutavad kliimat. Jahutav mõju tekib sellest, et rohkem päikesevalgust hajub tagasi ilmaruumi. Kui kasvuhoonegaaside soojendava efekti tugevus on väga täpselt teada, siis saasteosakeste jahutava mõju tugevus mitte. See tekitab määramatuse ka tuleviku kliima prognoosides.

Kõige suurem määramatus tuleneb sellest, et me ei tea, kuidas õhusaasteosakesed pilvi mõjutavad. Pilvi ja õhusaastet ennast mõjutab ilma muutlikkus: teatud ilma korral on õhusaaste tase kõrgem, pilved on ühesuguste omadustega ja vastupidi. Inimtekkeliste õhusaasteosakeste põhjuslikku mõju pilvede omadustele on ilma üldisest muutlikkusest raske eristada.

Tartu Ülikool kliimafüüsika kaasprofessor Velle Toll. Autor/allikas: Airika Harrik/ERR

Vaatame oma lähenemisega üksikuid suuri tehaseid looduses toimuvate katsetena. Uurime, millised on pilvede omadused tehase tõttu saastunud pilvealal ja puhtamatel aladel. Kuna saastetase on tehase juures ja sellest kaugemal erinev, aga ilmatingimused on ühesugused, saame kindlaks teha õhusaasteosakeste põhjusliku mõju pilvedele.

Kuidas õhusaasteosakesed pilvedele mõjuvad?

Erinevatel osakestel on erinev mõju. Erinevate fossiilkütuste põletamisel tekkivad õhusaasteosakesed on eriilmelised ja osakeste iseloom sõltub muu hulgas kütuse keemilisest koostisest. Kliimat jahutava mõju taga on suuresti väävliühendid. Need tekitavad osakesi, mille mõjul jaotub vesi pilves rohkemate pilvepiiskade vahel ja pilvepiisad on väiksemad. Pilvepiiskade summaarne pindala on seetõttu suurem ja rohkem päikesevalgust hajub tagasi kosmosesse.

Veepilved saavad kaduda kahel moel: vihmasajuga või aurustudes. Kui nende kahe protsessi juures midagi muutub, võivad pilvede paksus ja hulk muutuda. Pilvede paksuse ja hulga muutuste ulatus on endiselt ebaselge. Õhusaasteosakeste kliimat jahutav mõju võib olla läbi pilvede hulga suurendamise ja pilvede paksemaks muutmise palju tugevam, kui tänane kõige tõenäolisem hinnang näitab.

Jääpilvede tekkeks on vaja teistsuguseid õhusaasteosakesi. Ilma osakesteta tekivad jääkristallid atmosfääris vedelas faasis pilvepiiskadest alles umbes -40 °C juures. Nii looduslik tolm kui ka teatud inimtekkelised õhusaasteosakesed aitavad tekitada jääkristalle soojematel temperatuuridel. Inimtekkelise saaste tõttu võib seetõttu rohkem vett lumena alla sadada ja pilvi jääb vähemaks. Selle arvelt jõuab rohkem päikesevalgust aluspinnani ja sel võib olla kliimat soojendav mõju.

Kas saame juba praegu vähemalt öelda, kas õhusaasteosakeste kogumõju on kliimat jahutav või soojendav?

Õhusaasteosakeste summaarne mõju on kliimat jahutav. Valitsustevahelise Kliimamuutuste Paneeli (IPCC) tsükliline hindamisraport võtab olulised tõendid iga kuue-seitsme aasta tagant kokku. Praeguse teadmise järgi kompenseerib õhusaasteosakeste jahutav mõju kõige tõenäolisemalt umbes ühe kolmandiku inimtekkeliste kasvuhoonegaaside soojendavast mõjust.

Samas on väike võimalus, et just sellesama pilvede paksemaks ja ulatuslikumaks muutumise kaudu tasakaalustavad saasteosakesed kasvuhoonegaaside soojendavast mõjust isegi veidi enam kui poole.

Tartu Ülikool kliimafüüsika kaasprofessor Velle Toll. Autor/allikas: Airika Harrik/ERR

Valisime uurimiseks just õhusaasteosakeste kliimat tugevalt jahutava mõju võimalikkuse, kuna seda on vähe uuritud, kuid see kätkeb endas suurt riski. Kui oleme õhusaasteosakeste kliimat jahutava mõju tugevust alahinnanud, tähendaks see, et Maa kliima on inimtekkeliste kasvuhoonegaaside suhtes tundlikum ja planeet soojeneb tulevikus seni arvatust kiiremini.

Meie hüpoteesid pole vastuolus tänase parima teadusliku hinnanguga, kuid asuvad selle hinnangu ühes servas.

Kuidas peaksid inimesed neid tõenäosusi enda jaoks lahti mõtestama? Mina isiklikult lotopiletit ei ostaks, kui võiduvõimalus on viis protsenti, ent kindlasti on ka riskialtimaid inimesi.

Kliimaprognoosid on kliimapoliitika kujundamise nurgakivi ja kliimaprognoosidel on suur sotsiaalmajanduslik väärtus. Teaduslikult on väga selge, et üle 90 protsendi juba toimunud soojenemisest on inimtekkeline, samas ei tea me täpselt, kui ulatuslikeks kliimamuutused kujunevad isegi konkreetsete inimtekkeliste kasvuhoonegaaside heitkoguste korral. Mingi kindla fossiilkütuse kasutuse juures ei tea me täpselt, kui tugeva soojenemise see esile kutsub, vaid teame, kuhu vahemikku soojenemise ulatus jääb.

Praegusel kursil jätkates soojeneb globaalne kliima sajandi lõpuks ligikaudu kolm kraadi. Õigem oleks aga öelda, et soojenemine jääb kahe ja nelja kraadi vahele ca 90-protsendilise tõenäosusega.

Üritate sedasorti määramatust vähendada, uurides miljoneid tehastega seotud andmepunkte, mida on teie varasemast samalaadsetest uuringute umbes kolme suurusjärgu võrra rohkem. Milliseid meetodeid ja võtteid te selleks kasutate?

Ausalt öeldes on see siiani suuresti olnud mahukas käsitöö. Oleme kasutanud NASA satelliidiandmeid, mis on Ameerika maksumaksja toel vabalt kättesaadavad ja olnud pikka aega kliimauuringute alustalaks. Nüüd on meil järjest rohkem ka Euroopa satelliitide mõõtmisi.

Lihtsustatult vaatasime pilvepilte, mis toovad esile inimsilmale nähtamatu info. Oleme käsitsi ära märkinud juhtumid, kus näeme tehase juures anomaaliat. Nüüd liigume protsesside automatiseerimise juurde.

Esiteks on meil kvaliteetsed andmed tuule kohta ja saame arvutada, kuhu tuul õhusaastet kannab. Tuvastame seejärel erinevate algoritmide abil, kas seal oli teistsuguste omadustega pilvi, võrreldes ümbritseva puhtama alaga. Kuna inimsilm suudab tuvastada korstnate juures häiritusi pilvede omadustes, oleme liikunud ka masinõppe meetodite poole. Eelnevalt loodud andmebaasid saavad olema treeningandmeteks masinõppemudelitele, et tuvastada miljoneid sarnaseid pilvepilte, kus inimtegevuse tõttu esinevad anomaaliad.

Olen kiuslik, aga milliseid arvutusvõimsusi selle jaoks tarvis on ehk kui suuri süümepiinu peate te selle tõttu õhkupaiskuva CO2 pärast tundma?

Suurandmete töötlemiseks tarvilikud arvutusvõimsused on tõesti märkimisväärsed. Näiteks ulatub ainuüksi ühe NASA satelliidi andmestik petabaitideni, mistõttu on ka selle analüüsi elektrikulu täiesti arvestav. Meie projekti muudab aga ainulaadseks see, et me ei kasuta andmete läbihekseldamiseks lihtsat jõumeetodit, vaid sama Amazoni arvutuspilve, kus andmed asuvad. Me ei liiguta seeläbi petabaitide jagu andmeid, vaid rendime arvutusvõimsust sealsamas andmete lähedal ja loeme seda väikest andmete alamhulka, mida meil parasjagu vaja läheb.

Keskkonnajalajäljele tuleb mõelda aga sellegipoolest. See on suurandmetega töötamise paratamatu osa, täpselt nagu laboritöös peab arvestama seadmete ja infrastruktuuri mõjuga.

Tartu Ülikool kliimafüüsika kaasprofessor Velle Toll. Autor/allikas: Airika Harrik/ERR

Granditaotlust arvustanud teadlased ja ka te ise olete välja toonud, et olemuslikult on projektis olulisel kohal avatud teadus. Mida see endast täpsemalt kätkeb?

Üksikute tehaste ja laevade kasutamisest loomulike eksperimentidena on kliimauuringutes kujunemas täiesti eraldiseisev uurimissuund. Meie esimeste avastuste järel hakkasid samas suunas liikuma ka teised töörühmad. Üritame luua selle uurimissuuna kogukonna jaoks platvormi, mis toob kokku tarkvaralised lahendused, andmed ja meetodid, et teadussuuna inimesed saaksid lihtsamalt koostööd teha.

Uued rühmad saaksid liituda päevade või isegi tundidega, mitte nädalate või kuudega. See oleks võimalikult avatud teadus, kus kogukond hakkaks ise platvormi panustama ja areneks omavaheline koostöö.

Need on üllad eesmärgid. Kui palju mõtlete selle peale, et nende eksperimentide käigus tekkivad andmestikud ja analüüsid on kahese kasutusega ehk nende põhjal võidakse ühel päeval õigustada kliima sihilikku muutmist? Vaadates kontrollitud eksperimentidele järgnenud meediareaktsioone, on ühiskonna laiem suhtumine skeptiline või vaenulik.

Meie tulemused on kaudselt olulised ka kliimainseneeria ja kliima tahtliku jahutamise võimalikkuse hindamiseks. Kuna meie ambitsioon on avatud teadus, on kõik avalik. Kuidas neid tulemusi kasutatakse, sõltub suuresti ka kasutajate eetikast ja otsustest. Me ise oma uuringutes kliima tahtlikule jahutamisele ei keskendu, vaid täpsustame inimtegevuse kliimamõju tugevust.

Kliimainseneeriaga on seotud rida eetilisi küsimusi. Rahvusvahelisel tasandil leiab nii neid, kelle arvates on sellised uuringud hädavajalikud, kui ka neid, kes ütlevad, et juba uurimine ise on riskantne. Valdavalt taanduvad eetilised dilemmad sellele, et isegi kui suudame kliimat tahtlikult jahutada, võib see tähelepanu kasvuhoonegaaside heitkoguste kiirelt vähendamiselt eemale viia ja kliima tahtliku jahutamisega võivad kaasneda soovimatud kõrvalmõjud, näiteks muutused sadememustrites või õhuringluses.

On näiteks leitud, et muutes teatud Atlandi ookeani piirkondades pilvi heledamaks, võib Amazonase vihmamets suuresti hävida. Eestis on seni nende teemade üle vähe arutletud, kuid tegelikult oleks vaja ka neid eetilisi ja loodusteaduslikke küsimusi lahata.

Jõuame taas tõdemuseni, et kliima on ääretult keeruline süsteem. Teie enda vaate kohaselt on aga kliimamuutuse leevendamiseks sobivad meetmed võrdlemisi lihtlabased, näiteks soojustades hooneid või vähendada tarbimist. Kas kliimamuutuse pidurdamine on endiselt teadusküsimus või peaksime seda nägema rohkem sotsiaalmajandusliku küsimusena?

Kliimamuutuste probleemide lahendamiseks on vaja erialadeülest koostööd. Teadlased on välja pakkunud erinevaid tehnoloogilisi ja sotsiaalmajanduslikke lahendusi, mille rakendamises pole aga õnnestunud liiga hästi rahvusvahelisel tasemel kokku leppida. Palju on seega kinni teadmiste otsustajateni viimises, et heitkoguseid on kasulikum hakata juba täna kiiremini vähendada. Tehnoloogia arendamise vajadust ei saa samas alahinnata. Näiteks üleminekul taastuvenergeetikale on vaja lahendusi skaleerida.

Kliimamuutuste peatamiseks peame viima kasvuhoonegaaside heitkogused nulli, loobuma fossiilkütuste kasutusest ja siis peame elama kätte jõudnud muutunud kliimas. Teadlased on ühel meelel: kui tahame, et paljudes piirkondades oleks ka tulevikus võimalik hästi elada, peame heitkoguseid vähendama senisest tunduvalt kiiremini.

Tartu Ülikool kliimafüüsika kaasprofessor Velle Toll. Autor/allikas: Airika Harrik/ERR

Primaarenergia tootmine ja tarbimine ei saa samamoodi edasi kasvada. See tähendab võrreldes fossiilkütuste kasutust maksimeeriva globaalse stsenaariumiga väiksemat majanduskasvu, aga ainult juhul, kui me ei arvesta tugevama soojenemise negatiivset mõju majandusele. Kliimamuutuste mõju majandusele arvesse võttes on leitud, et ka majanduslikult on oluliselt kasulikum investeerida heitkoguste vähendamisse. Küsimus on konfliktis lühiajalise valimistsükli ja pikaajaliselt kasulike otsuste vahel.

Kui vaadata COP30-i tulemusi, siis väga palju uusi siduvaid lubadusi ei lisandunud ja maailm liigub endiselt kolmekraadise soojenemise kursil. Kuidas te kliimateadlasena sellele vaatate: kas olete endiselt optimistlik, hakkate heituma või teete lihtsalt oma tööd ja loodate, et faktid teevad ühel päeval oma töö?

Inimesena tekitab tänane kliimamuutuste kurss minus muret inimkonna tuleviku pärast. Ühe võimalusena inimtekkeliste kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamiseks on arutatud universaalse süsinikumaksu üle, kuid sellele ei ole õnnestunud laialdast toetust leida. Rahvusvaheliselt on suudetud kokku leppida riiklikult kindlaksmääratud panustel põhinevas poliitikas.

See on olnud selles suhtes tõhus, et heitkoguste kasvutempo on kahanenud ja loodetavasti jõuame varsti platoole ning heitkogused hakkavad kahanema. Kliimamuutused aga süvenevad seni, kuni inimtegevus enam atmosfääri kasvuhoonegaase juurde ei lisa ehk netoheide jõuab nulli.

Praegu pole piisavalt kiiret üleilmset heitkoguste kahanemist näha. See tähendab, et globaalne keskmine temperatuur võib sajandi lõpuks kerkida ligi kolm kraadi. Paljudes piirkondades pole võimalik sellisel juhul edukalt elada. Ka kliimamuutuste otseste kahjulike mõjudega vähem pihta saavad piirkonnad, nagu Eesti, peavad kliimamuutusega järjest rohkem arvestama ja kliimamuutustega kohanema. Lisaks kohapealsete kliimatingimuste muutustega arvestamisele peame mõtlema globaalselt. Kui teatud piirkondades pole võimalik enam elada, mõjutab see ka meid.

Kliimamuutuste kahjulike mõjude vähendamiseks peame juba täna valmistuma eesootavateks kliimamuutusteks. Rajatavat infrastruktuuri kasutame ju tulevikukliimas, mitte minevikus. Heitkoguste vähendamise ambitsiooni tõstmine on tähtsam kui kunagi varem. Teisalt peame olema realistlikud ja investeerima ka kliimamuutustega kohanemisse. See väljakutse peaks olema kainestav ja motiveeriv, mitte heidutav.

Tartu Ülikool kliimafüüsika kaasprofessor Velle Toll. Autor/allikas: Airika Harrik/ERR

Millised on Eestis kliimateadlaste ja poliitikute suhted? Munitsipaaltasandil saadakse juba aru, et sadeveesüsteeme tuleb suuremalt ehitada või rajada vihmapeenraid, aga kas riiklikus kliimapoliitikas jõuab ekspertiis sinna kuhu vaja, kui vaatame kasvõi LULUCF-i ümber toimuvat?

Teadlasi kutsutakse järjest rohkem laua taha ja kaasamisprotsess on käivitunud. Tajun aga, et teadlaste kaasamine pole olnud piisavalt sisuline. Esimene samm on tehtud, kuid on arenguruumi, et teadlaste ja ekspertide kaasamine muutuks sisulisemaks nii sisendi küsimise kui ka sellega arvestamise suhtes.

Kui pikk see Eesti kliimateadlaste pink üldse on? Kliimat ja ilma puudutavaid uudiseid kirjutades saame ajakirjanikena loota enam-vähem viiele eksperdile, kellest kaks hoiavad end selle maailmaga kursis nende vanusele vaadates pigem sisemisest põlemisest.

Kliimauuringud on Eestis arenev valdkond ja inimesi on praegu veel liiga vähe. Inimtegevuse kliimamõju polegi varem Eestis uuritud. Käisin ise järeldoktorantuuris Inglismaal Readingi ülikoolis, mis on maailma juhtiv kliimauuringute keskus, kus oli võimalus erineva ekspertiisiga teadlastelt õppida.

Eestis on puudus kliimauuringutele keskenduvatest majandusteadlastest ja sotsiaalteadlastest üldisemalt. Kliimamuutuste leevendamisega ja kohanemisega seotult on hulgaliselt sotsiaalteaduslikke uurimisküsimusi. Riik võiks selliste strateegiliselt tähtsate teadusvaldkondade kiiremat väljakujunemist rohkem toetada. Kuna ühiskondlik vajadus on juba praegu terav, ei aita, kui teadmine kujuneb välja 10–15 aasta pärast. Peaksime tegema rohkem koostööd ka välisteadlaste ja -ekspertidega.

Hiljuti valiti teid Eesti Noorte Teaduste Akadeemia liikmeks, kuigi teie doktorikraadi kaitsmisest on möödas kümmekond aastat. Kui hästi suudate väljakujunenud teadlasena endiselt mõista, mis noortele korda läheb või kus neil king pigistab?

Kaitsesin doktorikraadi tõesti aastal 2016, aga teadlase karjäärimudelis on üleminek noorteadlasest edasijõudnuks üpris keeruline. Näiteks ERC grandi puhul on süsteemis vahesamm väljakujunenud teadlase grandi näol, aga Eesti Teadusagentuuri personaalse uurimistoetuse grantidel sellist vahesammu pole.

Läbiv projektipõhisus, kus nooremad teadlased peavad küllaltki varakult konkureerima kogenumate kolleegidega, järelkasvu ei taga. Lisaks riikliku teadusrahastuse süsteemile on järelkasvu tagamisel olulised muidugi ka ülikoolide karjäärimudelid ja ülikoolide sisuline toetus oma noorteadlastele.

Noored on need, kes peavad 5–15 aasta pärast suurimat rolli kandma. Noorteadlastel läheb palju auru praktiliste probleemide lahendamisele oma uurimisgrupi ja uurimissuuna rajamisel. Neil on palju energiat ja motivatsiooni, kuid see võib saada tagasilööke, kui nende häälele ei pöörata piisavalt tähelepanu või seda peetakse ebaküpseks.

Just noorteadlased on aga sageli hiljutise väliskogemusega ja nende kaudu areneb teaduskultuur. Olukord on juba paranenud, ent loodetavasti arvestatakse noorteadlaste arvamusega üha rohkem ja laieneb toetus noorteadlastele oma uurimisgrupi ja uurimissuuna rajamiseks.

Kus te ise ennast viie aasta pärast näete ja mis on juhtunud kliimateaduse valdkonnaga Eestis laiemalt?

ERC projekt annab finantsilise kindluse, võimaldab keskenduda ambitsioonikatele hüpoteesidele ja arendada rahvusvahelist teadusteemat. Teiseks on prioriteet kliimauuringute tugevdamine Tartu Ülikoolis ja Eestis laiemalt. Eesmärk on, et kliimauuringute valdkond kujuneks Eestis piisavalt tugevaks ega sõltuks vaid mõne üksiku inimese energiast. On vaja laduda tugev alusmüür, et kliimauuringud oleksid meil siinmail jätkusuutlikud.