Suomalaisella satelliittidataosaamisella selvitetään valtioiden ja yritysten todelliset päästöt

Pariisin maailmanlaajuinen ilmastosopimus solmittiin vuonna 2015. Sopimuksessa maat sitoutuivat siihen, että maapallon keskilämpötilan nousu pyritään rajaamaan mahdollisimman lähelle 1,5 astetta. 

Sopimuksen tavoitteita kiristetään viiden vuoden välein maailmanlaajuisissa tilannekatsauksissa, joissa tarkastellaan myös tavoitteissa etenemistä. YK:n raportti ensimmäisestä tilannekatsauksesta on karua luettavaa: maiden tekemät päästösitoumukset eivät riitä tavoitteen saavuttamiseen, ja lisätoimien tarve on ilmeinen. 

Toistaiseksi valtiot ovat raportoineet päästönsä itse. Osana kansainvälistä tutkimusponnistusta Ilmatieteen laitos kehittää raportoinnin rinnalle luotettavaa mittaria tuottamaan riippumatonta tietoa valtioiden päästöjen kehityksestä. 

Hiilipäästöjen ja hiilenkierron satelliittiseurantaa vetävän ryhmän päällikkö, tutkimusprofessori Hannakaisa Lindqvist kertoo, että kehitteillä oleva järjestelmä perustuu ilmakehän kasvihuonekaasujen mittaamiseen. 

Mittauksia tehdään yhä enemmän avaruudesta käsin esimerkiksi Euroopan avaruusjärjestön Esan ja Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan satelliiteilla. Hiilipäästöjen tarkkailua varten avaruuteen lähetetään useita uusia satelliitteja. 

“Valtioiden raportoinnin rinnalle saadaan jatkossa havaintopohjainen järjestelmä, joka mittaa, paljonko esimerkiksi hiilidioksidia ja metaania ilmakehässä on ja paljonko sitä sitoutuu maahan ja pääsee ilmaan. Yhdistämällä satelliittidataa ja mittauksia maan pinnalla saamme riippumattoman valtiokohtaisen päästöarvion.” 

Maan pinnalla tehdyt kasvihuonekaasumittaukset yhdistetään satelliittien tietoihin erilaisin mallinnuksin ja koneoppimismenetelmin. 

Seuraava maailmanlaajuinen tilannekatsaus (engl. Global Stocktake) on luvassa viiden vuoden päästä. Silloin maiden omien raportointien rinnalle saadaan eurooppalaisen tutkimusyhteistyön tuloksena siis havaintopohjainen päästöarvio, eli palvelu, jossa on hyödynnetty satelliittien avulla kerättyä ilmakehädataa. 

Satelliitit antavat lisätietoa siitä, miten yrityksillä menee 

Ilmatieteen laitos on mukana myös Vaasan yliopiston Spacecasting-projektissa, jossa tutkijat selvittävät tapoja hyödyntää satelliittidataa ennakoimaan esimerkiksi yritysten menestystä ja arvioimaan yritysten vastuullisuutta, kuten ympäristövaikutuksia, päästöjä ja sosiaalista vastuuta. 

Satelliittien avulla voidaan esimerkiksi todentaa, vastaavatko tehtaiden todelliset päästöt ilmoitettuja päästöjä tai miten tuotantolaitosten ympäristön luonto, kuten metsät ja vesistöt, voi. Satelliitti arvioi vesistöjen kuivumista ja saastumista värianalyysilla. 

Satelliittidatalla on potentiaalia tarjota tietoa myös vaikkapa siitä, miten teollisuuslaitos vaikuttaa läheisten kylien elinvoimaisuuteen. Etenkin, kun tietoa yhdistetään tekoälyn avulla muihin datalähteisiin. 

Spacecasting-projektia vetävän apulaisprofessorin Mikko Rannan mukaan yritysten vastuullisuusvaatimukset ja raportoinnin vahvistuminen lisäävät luotettavan ja laadukkaan tiedon kysyntää. 

“Ulkopuolisen arvioijan pitää pystyä arvioimaan, puhuuko yritys totta. Esimerkiksi tilintarkastajat tarvitsevat yritysten vastuullisuusväitteiden tueksi objektiivista tietoa, kuten satelliittidataa yhdistettynä paikallisiin tietolähteisiin.” 

Ranta kiinnostui satelliiteista alun perin sijoittamisen kautta. Yhdysvalloissa sijoitusrahastot ovat hyödyntäneet satelliittidataa yritysten menestyksen ennakointiin jo pitkään. 

Vaikkapa autotehtaan pärjäämistä on saatettu ennakoida seuraamalla, millä tahdilla tehdas tuottaa autoja. Myös valtioiden kehitystä, kuten katuvalojen määrää, on seurattu satelliittien avulla vuosikymmeniä. 

“Nyt satelliitteja tulee koko ajan lisää. Ne ovat entistä tarkempia, ja koneoppimisen avulla datasta saadaan entistä enemmän irti. Pääsemme Spacecastingissa ja yleisesti yhä paremmin kiinni siihen, mitä yksittäiset yritykset tekevät.” 

Suomessakin moni yritys hyödyntää jo satelliittidataa. Esimerkiksi Neste on mitannut Ilmatieteen laitoksen kanssa Porvoon jalostamonsa ilmastopäästöjä. Yhteistyön kerryttämää osaamista on Spacecastingissä hyödynnetty muun muassa kaivostoiminnan päästöjä seuraavien ratkaisujen kehittämiseen. 

Avaruudesta tarvitaan avointa dataa yhteiseen käyttöön 

Suomessa Sodankylässä sijaitsee yksi maailman pohjoisimmista satelliittiasemista – ja Hannakaisa Lindqvistin työpiste. Satelliittiasema on tärkeä maanpintareferenssi: aseman tarkistusmittausten avulla tutkijat varmistavat satelliittidatan luotettavuuden Suomen lisäksi koko arktisella alueella, esimerkiksi Venäjällä. 

Ilmakehädatasta nähdään nopeasti lyhyenkin ajan muutoksia ennen muita mittareita. Edes taivas ei ole rajana sille, mihin kaikkeen tietoa voidaan jatkossa hyödyntää. 

Riskejäkin tiedon keräämisessä avaruudesta on: Maapalloa kiertää yhä suurempi määrä kaupallisia satelliitteja, joiden tietoa saa käyttöönsä rahalla. Lindqvist muistuttaa, etteivät ne saa jäädä ainoiksi tiedon lähteiksi.  

“Esa ja Nasa loistavat avoimessa datassa, avoimessa datassa, mutta yksityisten toimijoiden tietoa on tarjolla vain tietyille osapuolille rahaa vastaan. Onkin huolehdittava siitä, että meillä on sekä valtio- että EU-vetoisia satelliittihankkeita, jotta avaruus ei jää kaupallisten yritysten pelikentäksi.”