Polttavat helteet korventavat maapalloa

Kivihiilen, öljyn ja kaasun käyttäminen polttoaineena aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä, jotka voimistavat kasvihuoneilmiötä ja siten lämmittävät Maata. Sen jälkeen, kun teollistuminen pääsi vauhtiin 1800-luvun puolivälissä, maapallon keskilämpötila on noussut asteen.

Nousu ja sen vaikutukset vaikuttavat vielä pieniltä. Lämpeneminen kuitenkin kiihtyy, koska hiilidioksidipäästöt ovat kasvaneet kasvamistaan.

Jos päästöjä ei vähennetä, voidaan odottaa maapallon keskilämpötilan nousevan lisää ainakin kaksi astetta vuoteen 2100 mennessä. Vaikka nousu jää parhaassa tapauksessa puoleen asteeseen, lämpenemisellä on vakavia seurauksia, jotka ovat luettavissa myös kuolintilastoista.

EU:n ilmastoasiantuntijoiden tuoreessa raportissa esitetyn ennusteen mukaan kuumuus tappaa tämän vuosisadan lopulla vuosittain 30 000 eurooppalaista.

Näin tapahtuu, jos maapallon keskilämpötila nousee enää vain 0,5 astetta. Kahden asteen noususta seuraisi, että vuotuinen hellekuolemien määrä olisi 90 000.

Puoli astetta voi tappaa kymmeniätuhansia, koska kyse on keskimääräisestä lämpenemisestä: keskiarvo perustuu pitkän ajan mittaustuloksiin, jotka asettuvat laajalle skaalalle. On sekä hyvin kylmiä että erittäin kuumia jaksoja.

Nykyään eniten kuolonuhreja vaativa sääilmiö on helle. Jotta kuolintilastot kaunistuisivat, elinolosuhteiden pitäisi säilyä lämpötilojen osalta siedettävinä etenkin tiheästi asutuilla alueilla. Suurkaupunkien on siis kyettävä sopeutumaan. Nimenomaan tähän ongelmaan insinööreiltä odotetaan ratkaisuja.

Keho kestää huonosti kuumenemista

Kun ruumiinlämpö nousee yli 37,5 asteeseen, elimistö ei toimi enää optimaalisesti. Vaikka ulkona tai sisällä on vähän yli 30 astetta, kuumuudesta ei aina kärsitä hikoilun ansiosta. Hikoileminen viilentää kehoa.

Hikipisarat auttavat pääsemään eroon ylimääräisestä lämmöstä haihtumalla iholta. Kun ympäristön lämpötila nousee noin 37 asteeseen, hikoilu menettää tehoaan eikä keho pysty viilentämään itseään riittävästi.

Kun keho lämpenee liikaa, elintoiminnot häiriintyvät. 37,5–40 asteen ruumiinlämpö aiheuttaa heikotusta, pahoinvointia ja jopa sekavuutta. Kun 40 asteen raja ylittyy, on olemassa tajunnan menetyksen vaara. Pahimmillaan kehon liiallinen lämpeneminen johtaa kuolemaan.

Monet ovat saaneet auringonpistoksen, joka ilmenee muun muassa päänsärkynä, huonovointisuutena ja huimauksena. Kuumuus altistaa myös lämpöuupumukselle ja -halvaukselle, joka on vakava kehon lämpenemisestä johtuva tila. Sen oireita ovat usein tajunnan häiriöiden lisäksi turvotus, lihaskouristukset ja verenpaineen lasku. Lämpöhalvaus voi aiheuttaa äkillisen sydämenpysähdyksen.

Ihminen sietää siis rajallisesti lämpöä, eikä ongelmia voi ehkäistä vain juomalla riittävästi, pysymällä varjossa ja lepäämällä. Ilmastointi sen sijaan auttaa jaksamaan.

Viilentäminen lämmittää ilmastoa

Ilmastointilaitteessa on sisä- ja ulkoyksikkö. Sisällä kylmäaine johdetaan pienellä paineella höyrystimeen, jossa neste kaasuuntuu ja lämpötila laskee.

Ulkona kompressori paineistaa kaasua. Silloin se nesteytyy ja lämpötila nousee. Lämpöä siirretään sisältä ulos toisin sanoen samalla periaatteella kuin jääkaapissa. Koneellinen ilmastointi vaatii ikävä kyllä paljon energiaa.

Sähkönkulutus riippuu sisä- ja ulkolämpötilan erosta. Kun sisällä halutaan olevan kymmenen astetta kylmempää kuin ulkona, tarvittava energiamäärä on helposti 10–20 kilowattituntia vuorokaudessa eli 3 500–7 000 kilowattituntia vuodessa.

Keskivertokotitaloudet käyttävät suunnilleen yhtä paljon sähköä kaikkeen muuhun.

Kyseisen sähköntarpeen tyydyttämisessä syntyy 1–2 tonnia hiilidioksidia vuodessa, ja kun luku kerrotaan eri suurkaupunkien tai maiden kotitalouksien määrällä, ei jää epäselväksi, kuinka suuresta ilmastokuormasta on kyse.

Yhdysvalloissa on arvioitu käytettävän vuosittain noin 235 miljardia kilowattituntia sähköä pelkästään yksityisasuntojen viilentämiseen.

Tarvittavan sähkön tuotannossa vapautuu Yhdysvalloissa noin 160 miljoonan tonnia hiilidioksidia. Suomen energiantuotannon ja -kulutuksen hiilidioksidipäästöt olivat 34 miljoonaa tonnia vuonna 2021.

Ilmastoinnin hiilidioksidipäästöistä seuraa kierre: ne nostavat osaltaan maapallon keskilämpötilaa, ja ilmaston lämpeneminen lisää jäähdytystarvetta.

Katse kääntyy maan alle

Ekologisesti kestävämpi kylmän ilman lähde löytyy kellarikerroksesta. Jo muutaman metrin syvyydessä maanpinnan alla lämpötila pysyy suunnilleen samana vuoden ympäri. Talvella maaperä on ilmaa lämpimämpi, ja kesällä tilanne on päinvastainen.

Maalämpöpumppu hyödyntää lämpötilaeroa lämmittäessään taloa talvella. Maa- ja kallioperän avulla on kuitenkin mahdollista myös viilentää rakennuksia passiivisella järjestelmällä, joka ei kuluta sähköä.

Lämmin ilma johdetaan maanalaisiin putkiin, joissa ympäröivä maa-aines viilentää sitä. Sitten kylmä ilma ohjataan sisätiloihin, jotta se laskee niiden lämpötilaa.

Koska ilma nousee lämmetessään, se virtaa itsestään poistoventtiilien kautta esimerkiksi aurinkotorniksi kutsuttuun rakennelmaan. Se voi olla vaikkapa rakennuksen viereen pystytetty musta ”piippu”, johon syntyy voimakas veto, kun ilma lämpenee siinä lisää.

Nousuvirtaus saa aikaan alipaineen, jonka ansiosta rakennukseen imeytyy jatkuvasti viileää ilmaa maanalaisista putkista.

New Yorkin Coney Island -niemelle on valmistumassa 463 asunnon rakennuskokonaisuus, joka on varustettu kuvatulla viilennysjärjestelmällä.

Maanalainen osa koostuu 153 vaakasuorasta putkesta, jotka kulkevat kallioperässä aina 150 metrin syvyydessä. Siellä vallitsee jatkuvasti sama lämpötila, joka on huomattavasti matalampi kuin kaupungissa kesäisin mitattavat hellelukemat.

Zimbabwen pääkaupungissa Hararessa sijaitseva Eastgate on varustettu passiivisella ilmastoinnilla. Vuonna 1996 avatun ostoskeskuksen suunnitellut Mick Pearce sai arkkitehtonista innoitusta termiittikeosta.

Termiittiyhdyskunnat rakentavat torneja, joihin virtaa jatkuvasti viileää ilmaa maanalaisten käytävien kautta. Kun ilma lämpenee tornissa, se nousee ja pitää yllä imua.

Pearce otti hyönteisten pesistä mallia hahmotellessaan nykyaikaista ostoskeskusta. Viilennysratkaisun ansiosta Eastgate käyttää vain kymmenen prosenttia siitä energiamäärästä, jonka tavallinen koneellinen ilmastointi kuluttaisi.

Sekä Hararen ostoskeskus että New Yorkin rakennuskompleksi on suunniteltu pitkäikäisiksi, joten ajan mittaan energiaa säästyy valtavasti. Passiivinen viilennysjärjestelmä on houkutteleva vaihtoehto, mutta sitä on vaikea toteuttaa vanhoissa taloissa, joilla on vielä paljon käyttöikää.

Värillä on väliä aavikolla

Kaupungit ovat yleensä lämpösaarekkeita: ne ovat ympäristöään lämpimämpiä muun muassa siksi, että rakenteisiin varastoituu auringon säteilyenergiaa. Yksi keino hillitä lämpenemistä on valkoiset pinnat.

Yhdysvalloissa Sonoran aavikolla sijaitsevassa Arizonan osavaltion pääkaupungissa Phoenixissä lämpömittari voi näyttää kesällä noin 50:tä astetta. Kuumuuteen kuolee siellä joka vuosi kolmisen sataa asukasta.

Phoenixin pinta-alasta noin neljäsosa on asfaltin peitossa. Musta päällyste kuumenee auringonpaisteessa voimakkaasti ja tekee näin helteestä entistä tukahduttavamman.

Phoenixissä on yritetty ratkaista ongelma vaalentamalla asfalttia harmaalla maalilla. Tähän mennessä teitä ja katuja on maalattu noin 100 kilometriä, ja vaikutus on huomattava.

Siellä, missä asfaltti on vaaleaa, lämpötila on 10–12 astetta matalampi. Koska maali pienentää myös päällysteen pehmenemisriskiä, väylät kestävät helteellä paremmin raskasta liikennettä.

Viranomaisten mukaan maalaamista kannattaa jatkaa. Kaupunkien kuumuusongelmiin on esitetty muitakin helppoja ja hyviä ratkaisuja.

Puiden varjossa voi olla 20 astetta viileämpää kuin auringonpaisteessa. Kun puut kasvavat suuriksi, ne varjostavat myös rakennuksia.

Puilla on myös pitkäaikaisvaikutuksia. Puu ehtii sitoa 20 vuodessa noin viisi tonnia hiilidioksidia. Kasvihuoneilmiön voimakkuus taas riippuu osittain sen määrästä ilmakehässä.