Maa keskmine temperatuur on tööstusrevolutsiooni algusest tõusnud ligikaudu ühe kraadi võrra, seejuures on talvise keskmise temperatuuri muutus Põhja-Euroopas olnud suurem globaalsest keskmisest. Erinevate prognooside kohaselt tõuseb Maa keskmine temperatuur käesoleva sajandi jooksul 2–5 °C.

Soojenemisel mängivad olulist rolli kasvuhoonegaasid, mille hulk atmosfääris on inimtegevuste tõttu hoogsalt kasvanud. Õhutemperatuur on peamine tegur, mis määrab lumikatte kestuse ja paksuse, lumikate omakorda võib aga mõjutada talvist kasvuhoonegaaside lendumist.

"Tulemused näitavad, et Eestis on lumikattega päevade arv vähenenud ligikaudu ühe kuu võrra, eelkõige varasema sulamise arvelt kevadel ning talvised kasvuhoonegaaside vood moodustavad olulise osa aastastest emissioonist," selgitas Viru. Näiteks moodustavad talvised metaanivood 31–52 protsenti aastasest emissioonist jääksoodes ning naerugaasi vood vastavalt 87 protsenti kõdusookaasikus ja -kuusikus. Lendumine oli eriti suur külmumis-sulamisperioodidel, kui lumikate on õhuke või puudub.

"Kliima soojenemise tagajärjel muutuvad talved järjest soojemaks ning lumevaesemaks ning külmumis-sulamistsüklite sagenemise tagajärjel suureneb kasvuhoonegaaside, eriti naerugaasi, emissioon," lisas.

Eestis on lumikatte erinevused suured. Selgelt eristuvad Lääne-Eesti saared ja rannikualad ning sisemaa. Kui 20 aastat tagasi oli selge, et Eesti lumikatte kestus varieerub 75–130 päevani ning võrreldes möödunud sajandi keskpaiga andmeid käesoleva sajandi alguse omadega, oli lumikatte kestus vähenenud 50 aastaga sisemaal 17–20 päeva, rannikul aga 21–31 päeva.

Viru doktoritööst selgus aga, et tänaseks varieerub lumikatte kestus 61 päevast Vilsandil kuni 130 päevani Kagu-Eesti kõrgustikel. Viimase 66 aasta andmed näitavad aga, et Eestis on lumikatte periood lühenenud veelgi – keskmiselt 27 päeva võrra, eelkõige kevadise varasema lume sulamise tõttu. Soojenemise tõttu langevad talvised sademed pigem vihmana.

Lume all, eriti koheva paksu lume all, on maapinna temperatuur ühtlane. Paksu lumikatte korral on kasvuhoone gaaside vood üldiselt madalad. Lumeta perioodidel, eriti külmumis-sulamistsüklite jooksul muutuvad aga olud pidevalt ja nii muutub ka pidevalt lenduvate gaaside voog. Välitöödel mõõtis Viru jääksoost (Ess-soo ja Laiuse) ning Järvselja kõdusookuusikus ja -kaasikus süsihappegaasi (CO₂), metaani (CH₄) ja naerugaasi (N₂O) vooge.

"Maapinnast lenduvaid gaase mõõtsin kambrimeetodil: PVC-kamber, mis meenutab suurt kummuli ämbrit ­– 65-liitrine ja umbes 50 cm diameetri ja kõrgusega – asetatakse maa pinnale ning kambrist kogutakse gaasiproov pudelisse. Nii saab arvutada, kui suur on gaasi voog pinna- ja ajaühiku kohta ning kas see on positiivne ehk lendub mullast, või negatiivne ehk seotakse mullas," täpsustab Viru.

Mida soojem on maapinna temperatuur, seda rohkem lendub sealt CO₂, ning CO^₂ lendub rohkem metsast kui jääksoost. Paksu lumikatte korral olid CO₂ vood madalad, kuid puuduva või õhukese lumikatte korral oli emissioonide varieeruvus suur. Samas metaani (CH₄) lendus rohkem jääksoost kui metsast; naerugaasi (N₂O) lendus oluliselt rohkem metsast, eriti suured olid vood külmumis-sulamis perioodidel.

Pärast turbakaevandamise lõppemist tekkinud taimkatteta jääksood ei seo enam CO₂-te ning on seetõttu oluline kasvuhoonegaaside allikas. Kuivendatud soometsadest lendus oluliselt nii CO₂ (talvel 15–20 protsenti aastasest voost) kui ka naerugaas, mille kliimat soojendav mõju on kordades suurem kui CO₂-l. Metaani vood olid mõlemas koosluses suhteliselt väikesed, kuid talvine voog moodustas 31–52 protsenti aastasest emissioonist jääksoodes ning 33–49 protsenti aastasest tarbimisest kõdusoometsas.

"Lumikattega perioodi lühenemise trend on valdav suuremas osas Põhja-Euroopas. Kasvuhoonegaaside voogude puhul võib üldistada, et külmumis-sulamistsüklite sagenemine suurendab kasvuhoonegaaside, eriti naerugaasi, emissioone. Voogude suurus ja osakaal aastasest emissioonist sõltub paljuski ka ökosüsteemist," lisab Viru.

Gaaside lendumine näitas, et talvine naerugaasi voog oli kõdusoometsas märksa kõrgem kui jääksoos, moodustades nii kõdusookuusikus kui -kaasikus 87 protsenti aastasest lendumisest, olles eriti suur maapinna külmumis-sulamistsüklite ajal. Arvestades kõigi kolme gaasi mõju kliimale, moodustas kõdusookaasikute talvine naerugaasi voog põhilise osa selle ökosüsteemi aastasest kasvuhoonegaaside bilansist.

Viru ei tuvastanud lumikatte paksuse ja erinevate kasvuhoonegaaside voogude vahel olulist seost, kuid puuduva või õhukese lumikattega oli voogude muutlikkus suur. Lumikatte kestuse jätkuv lühenemine ja paksuse suur varieerumine suurendab tulevikus talviste kasvuhoonegaaside voogude osatähtsust veelgi.

Birgit Viru doktoritööga "Snow cover dynamics and its impact on greenhouse gas fluxes in drained peatlands in Estonia" (Lumikatte ajalis-ruumiline muutlikkus Eestis ja selle mõju talvisele kasvuhoonegaaside emissioonile jääksoodes ja kõdusoometsades) saab tutvuda Tartu Ülikooli digikogus.