Ilmasto-oppaasta tietoa ja työkaluja ilmastonmuutoksen ymmärtämiseen

Teksti: Ismo Lahtinen ja Hanna Mela

Ilmasto-opas.fi-sivustolla pääsee simuloimaan eri tekijöiden vaikutuksia ilmastonmuutokseen. Tietoa on tarjolla monenlaiseen tarpeeseen. Kartat ja paikkatieto ovat tärkeässä osassa.

Ilmasto-opas.

 

Ilmasto-opas.fi kokoaa yhteen suuren määrän tutkittua, käytännönläheistä ja luotettavaa tietoa ilmastonmuutoksesta. Se tarjoaa tukea sekä ilmastonmuutoksen hillinnässä että ilmastonmuutokseen sopeutumisessa. Sisältöjä sivustolle tuottavat tutkimus- ja asiantuntijaorganisaatiot. Päävastuu sivustosta ja sen päivittämisestä on Ilmatieteen laitoksella ja Suomen ympäristökeskuksella (SYKE). 

Ilmasto-opas hyödyntää uusinta tutkimustietoa ja pyrkii tarjoamaan sen helposti ymmärrettävässä ja käyttäjäystävällisessä muodossa. Tavoitteena on, että tieto löytyy nopeasti ja asettuu laajempaan yhteyteen, kun aihetta käsitellään monista näkökulmista. Sivusto ohjaa käyttäjää myös lisätiedon lähteille runsaiden linkkien kautta ja tarjoaa valittuja ajankohtaispaloja uudesta ilmastonmuutokseen liittyvästä tutkimuksesta ja politiikasta. 

Tavoitteena on, että myös suomalaiset tutkimuslaitokset, viranomaiset ja asiantuntijaorganisaatiot saavat ilmastonmuutostietonsa ja -palvelunsa entistä paremmin yhteiskunnan käyttöön. Osa sivujen sisällöistä on saatavilla myös ruotsiksi (Klimatguiden.fi) ja englanniksi (Climateguide.fi).

Kolme toisiaan tukevaa osaa

Ilmasto-oppaassa on kolme toisiaan tukevaa osaa. Muutoksen syyt ja seuraukset -osio on laaja tietopaketti ilmastonmuutoksesta, sen vaikutuksista, hillinnästä ja sopeutumisesta. Se sisältää yli 200 ilmastonmuutosta käsittelevää artikkelia eri aihepiireistä sekä useita vuorovaikutteisia oppimistyökaluja. 

Kartat, kuvaajat ja datat -osiossa käyttäjä voi esimerkiksi tarkastella Suomen nykyistä ja tulevaisuuden ilmastoa ja eri päästöskenaarioiden mukaisia arvioita siitä, miten keskilämpötilat, sademäärät tai lumipeite muuttuvat tulevaisuudessa. 

Kunnille ja kuntalaisille -osio tarjoaa puolestaan tukea kuntien ilmastotyöhön. Se auttaa hahmottamaan, millaisia mahdollisuuksia kunnan eri toimialoilla on hillitä ilmastonmuutosta sekä sopeutua sen vaikutuksiin. Osiossa on runsaasti käytännön esimerkkejä kunnissa toteutetuista ratkaisuista. 

Pian kymmenen vuotta tarjolla ollut sivusto on kasvattanut suosiotaan tasaisesti. Ylivoimaisesti eniten sivukatseluita kerää ”Muutoksen syyt ja seuraukset”. Sen sisällä nousevat yleensä pintaan artikkelit, joihin on linkki esimerkiksi Ylellä tai Helsingin Sanomissa. Toiseksi suosituin osio on ”Kartat, kuvaajat ja datat”. Sen sisällöstä suosituin on ”Mennyt ja tuleva ilmasto” sekä tässäkin artikkelissa esiteltävä ”Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista”.

Karttatoiminnallisuudet avoimen lähdekoodin ratkaisuilla

Vuorovaikutteinen Kartat, kuvaajat ja datat on Ilmasto-oppaan tärkeä osa, jossa havaintoja ja simulaatioita ilmastosta ja ilmastonmuutoksen vaikutuksista visualisoidaan paikkatiedon keinoin. Osion tekniset valinnat pohjautuvat vahvasti OGC-rajapintoihin. Suurimmaksi osaksi Ilmatieteen laitoksen ja SYKEn omana työnä tehdyssä sovelluskehityksessä on käytetty pelkästään avoimen lähdekoodin ratkaisuja. Karttatoiminnallisuudet on rakennettu PostGIS:n, GeoServerin ja OpenLayersin varaan. 

Suuri osa Ilmasto-oppaan Kartat, kuvaajat ja datat -osiossa esitettävästä aineistosta on eri skenaarioihin pohjautuvia tulevaisuuden ennusteita. Aineisto sisältää esimerkiksi ilmastomittareita, ennusteita ilmastonmuutoksen vaikutuksista vesivaroihin, energiantuotantoon ja ekosysteemeihin sekä haavoittuvuutta ilmastonmuutokselle kuvaavia mittareita. Tällaiselle datalle on tyypillistä moniulotteisuus. Esimerkiksi Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista -karttatyökalussa esitettävän datan voi mieltää viisiulotteiseksi. Itse suureen lisäksi valittavissa on ajanjakso, ilmastomalli ja kasvihuonekaasujen päästöskenaario. Lisäksi käyttäjän on mahdollista valita tarkasteltavaksi joko suureen absoluuttinen arvo tai muutos suhteessa vertailujaksoon.

2000 karttatasoa

Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista -karttatyökalussa jokainen valintojen yhdistelmä tuottaa erilaisen kartan. Jos nämä kartat julkaistaisiin karttapalvelimella omina tasoinaan, tarvittaisiin noin 2000 karttatasoa. Ratkaisuna päädyttiin käyttämään yksinkertaista tietokantarakennetta, jossa jokaisella suureella on yksi taulu. Päästöskenaario, ilmastomalli, ajanjakso ja arvon tyyppi (absoluuttinen arvo, muutos tai suhteellinen muutos) koodataan kenttien nimiin, ja jokaista näiden yhdistelmää vastaa yksi taulun kenttä. Esimerkiksi taulun sarakkeen nimi ”hadgem2cc_rcp45_20102039_0_ ac” kertoo, että sarakkeesta löytyy suureen tiedot HadGEM2-CC-ilmastomallilla, RCP 4.5 -skenaariolla, ajanjaksolla vuosilta 2010–2039, ja että kyseessä on arvon muutos suhteessa vertailujaksoon (ac = ”absolute change”). 

Koska Ilmasto-oppaassa julkaistavan datan tuotantotavat vaihtelevat suuresti, datan tallentamisessa kantaan tarvitaan aina jonkin verran käsityötä. Tämä työ on sujuvinta tehdä heti datan Ilmasto-opas-putken alussa. Kun data on saatu kantaan asti, yksinkertainen tietomalli mahdollistaa tietokannan taulun suoran julkaisun GeoServerin WMS-tasoksi, jonka ominaisuustiedot vastaavat taulun sarakkeita. 

Datan visualisoimiseksi kartalle tarvittavat SLD-määrittelyt muodostetaan aina lennossa. Jokaiselle suureelle on tehty valmiiksi mallipohjat, joissa määritellään luokkarajat ja kuvaustekniikka. Mallipohjaan lisätään käyttäjän valintojen mukainen parametrien yhdistelmä, joka visualisoidaan. Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista -karttatyökalun tapauksessa tämä on varsin yksinkertaista, sillä käyttäjän valinnoista voidaan muodostaa suoraan tason ominaisuutta vastaava merkkijono. 

Ilmasto-oppaan käyttötapauksessa GeoServerin suorityskyky on riittävä kevyelläkin palvelinratkaisulla, kun tyylimäärittelyn toteutus välitetään GetMap-pyynnön mukana SLD-parametrilla. Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista -karttatyökalussa käytetään pääosin hiladataa, jossa visualisoitavien kohteiden määrä on enimmillään muutamia tuhansia.

Mittarit käyttäjän valittavissa 

Sopeutumiskyky ja haavoittuvuus -karttatyökaluissa käyttäjä pääsee valitsemaan mittareita, jotka kuvaavat altistumista, herkkyyttä, sopeutumiskykyä ja haavoittuvuutta ilmastonmuutoksen vaikutuksille. 

Sopeutumiskyky ja haavoittuvuus -karttatyökalujen tekninen rakenne on olennaisilta osin samanlainen kuin Skenaarioita ilmastonmuutoksen vaikutuksista -karttatyökalussa. Karttojen visualisoinnin näkökulmasta tilanne on vähintään astetta monimutkaisempi, sillä käyttäjälle tarjotaan vapauksia yhdistellä haluamiaan mittareita, painottaa näitä ja vaihtaa mittarin aiheuttaman vaikutuksen suuntaa. 

Sopeutumiskyky ja haavoittuvuus -karttatyökalujen tapauksessa ennalta muodostetut kartat eivät siis tulisi kyseeseen. Lennossa muodostettavan SLD:n ratkaisu toimii kuitenkin tässäkin tapauksessa, sillä mittareiden yhdistely ja painotus hoituu OGC:n Mul- ja Add-operaatioilla, joilla mittarien arvoja voi kertoa vakioilla ja lisätä toisiinsa. 

GeoServerille menevä SLD-määrittely on tässä tapauksessa selvästi monimutkaisempi, mutta toisaalta visualisoitavia kohteita on vain satoja, sillä Sopeutumiskyky ja haavoittuvuus -karttatyökaluissa data esitetään kunnittain. Vastaava SLD:n matemaattisiin operaatioihin nojautuva toteutus on ilmeisen harvinainen. Toteutustapaa on kritisoitu siitä, että SLD:n käyttöä laajennetaan puhtaan tyylimäärittelyn ulkopuolelle. Toteutus on kuitenkin täysin OGC-standardien mukainen. 

Rajapinnat avoimesti käytössä 

Tässä esiteltyjen työkalujen toteutusratkaisujen ja GeoServer-valinnan sivutuotteena kaikki esitettävä data on saatavilla myös WFS-rajapinnalla. Ilmasto-oppaan yleisten linjausten mukaisesti rajapinnat ovat käytössä avoimesti. Rajapintojen kuvausta ollaan parhaillaan laatimassa SYKEn metatietojärjestelmään. 

Ilmasto-oppaan karttasovellusten käyttöliittymät on toteutettu karttatoimintojen osalta OpenLayers-kirjaston eri versioilla. Muilta osin käyttöliittymäkehityksessä on käytetty erilaisia JavaScript-kieleen perustuvia välineitä. Sen pian kymmenen vuoden ikä alkaa näkyä, ja nykyisin vastaavien käyttöliittymien toteuttamiseen on tarjolla helppokäyttöisempiä välineitä, joten uudistukselle lienee aihetta lähivuosina. Nykypäivänä vastaaville toteutuksille tuonee helpotusta myös karttapalvelinten lisääntyneet ominaisuudet.

Ismo Lahtinen ja Hanna Mela työskentelevät Suomen ympäristökeskuksessa. Ismo Lahtinen kehittää ja ylläpitää paikkatietojärjestelmää sekä selainpohjaisia karttasovelluksia Tietokeskuksessa Paikkatieto- ja kaukokartoitusjärjestelmät -ryhmässä. Hanna Mela toimii tutkijana ilmastonmuutoksen strategisessa ohjelmassa, energiankulutukseen ja kuntien kasvihuonepäästöjen vähentämiseen liittyvissä hankkeissa. Sähköposti: etunimi.sukunimi@ymparisto.fi.