Uutiset

Tutkijat osoittivat tekoälyn avulla: Turvesuopalojen riski kutistuu jopa neljännekseen maankäytön muutoksilla

Pahimpina vuosina Kaakkois-Aasian turvesuopalot aiheuttavat 30 prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Maankäyttö on tasapainottelua uhkien, hyötyjen ja kustannusten välillä, sanovat Aalto-yliopiston tutkijat.
A satellite image of Borneo and part of Malaysia covered by plumes of smoke from fires. The many fires are marked on the map as red dots.
Satelliittikuva Borneosta vuonna 2006. Saari peittyy punaisilla pisteillä merkityistä paloista lähtevään savuun. Kuva: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team / NASA

Maastopalojen riski kasvaa ilmastonmuutoksen ja maankäytön seurauksena – ja palojen synnyttämät päästöt kiihdyttävät ilmastonmuutosta.

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat luoneet tekoälyalgoritmeja käyttämällä mallin, joka ennustaa palojen todennäköisyyden turvesoilla. Mallin avulla pystyttiin myös osoittamaan, että erilaisilla maankäytön muutoksilla maastopalojen riskiä voitaisiin pienentää jopa 40–76 prosenttia. Tutkimuksen tulokset esiteltiin juuri Communications in Earth and Environment -tiedelehdessä.

Tutkimuksessa keskityttiin miljoonan hehtaarin alueeseen Indonesiassa, Borneon saaren Keski-Kalimantanin provinssissa. Iso osa alueen sademetsistä raivattiin ja soista ojitettiin teollisen riisinviljelyn tieltä 1990-luvulla. Hanke epäonnistui, ja nykyään alueella on paljon kumi- ja öljypalmuplantaaseja, pienimuotoisia riisitiloja, kitukasvuista metsää ja kuivaa pensasaroa. Alueesta onkin tullut Kaakkois-Aasian pahin turvesuopaloalue.

Palot ovat tuhoisia alueen luonnolle ja infrastruktuurille ja aiheuttavat vakavia terveyshaittoja. Koska turpeeseen on varastoitunut valtava määrä hiiltä, paloista syntyy myös mittavia kasvihuonekaasupäästöjä. Laskelmien mukaan Kaakkois-Aasian turvesuopaloissa on pahimpina vuosina vapautunut ilmaan jopa 9,43 GT hiilidioksidia. Määrä vastaa 30 prosenttia päästöistä, joita maapallolla syntyi fossiilisten polttoaineiden käytöstä vuonna 2020.

Tietoa päätöksenteon tueksi

Tutkijat opettivat tekoälymallia vuosina 2002–2019 kerätyllä datalla, joka sisälsi tietoa muun muassa maaperästä, infrastruktuurista sekä ilmasto-olosuhteista ja kasvillisuudesta ennen vuosittaista maastopalokautta. Opettamisen jälkeen malli pystyi 80–95 prosentin tarkkuudella ennustamaan maastopalojen todennäköisyyden alueen eri osissa.

Tekoälymalli ei ole tarkka yksittäisten palojen ennustamisessa, joten sitä ei voi vielä käyttää varoitusjärjestelmänä. Sen sijaan se on hyödyllinen työkalu, kun halutaan osoittaa, millainen vaikutus eri maankäytön muutoksilla on maastopaloriskiin. Tämä auttaa viemään maankäyttöstrategiaa kestävämpään suuntaan ja mahdollisesti vakuuttamaan päättäjät sekä alueen asukkaat siitä, millaiset toimenpiteet olisivat tehokkaita.

Tutkijat tekivät mallin avulla lukuisia eri simulaatioita. Ne osoittivat, että tehokkain yksittäinen, toteuttamiskelpoinen strategia olisi antaa kuivan pensasaron metsittyä. Se vähentää maastopaloriskiä 55 prosenttia. Tukkimalla ojat ja antamalla soiden metsittyä riski vähenee 70 prosenttia.

Ojituksista täysin luopuminen ei kuitenkaan ole realistinen vaihtoehto, sillä alueen maanviljely on niistä riippuvainen, korostaa tutkimuksen ykköskirjoittaja tutkijatohtori Alexander Horton.

”Paikallinen väestö kaipaa kipeästi ratkaisuja, jotka mahdollistavat pitkäjänteisen ja kannattavan viljelyn”, hän sanoo.

Tutkimushanketta vetänyt professori Matti Kummu painottaa, että kaikki maastopalojen hallintaan tähtäävät strategiat joutuvat tasapainottelemaan riskien, hyötyjen ja kustannusten välillä.

”Me määritimme kunkin strategian laskennallisen vaikutuksen. Emme tarjoa valmiita ratkaisuja vaan tutkittua tietoa päätöksenteon tueksi.”

Tekoälymallia voidaan mahdollisesti hyödyntää myös muilla alueilla opettamalla sitä uudella datalla.

Linkki julkaisuun (nature.com)

Matti Kummu

Matti Kummu

Professori
T213 Built Environment
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Vasemmalta Taras Redchuk, Chris Hayes, Aakeel Wagay, Ada Pajari, Dan Noel, Eveliny Nery ja Jarno Mäkelä. Kaikki kuvat: Mikko Raskinen.
Nimitykset Julkaistu:

Aaltoon saapui täydessä vauhdissa kokonainen ryhmä tutkimaan ääriolosuhteissa viihtyviä bakteereja

Jarno Mäkelä aloitti biofysiikan apulaisprofessorina Aallon neurotieteen ja lääketieteellisen teknologian laitoksella syyskuun alussa. Samalla ovenavauksella Aaltoon siirtyivät hänen kanssaan tutkija Taras Redchuk, tutkijatohtorit Dan Noel ja Eveliny Nery, väitöskirjatutkijat Ada Pajari ja Aakeel Wagay, tutkimusassistentti Chris Hayes, sekä liuta laitteistoja, Suomen Akatemian myöntämä akatemiatutkijan rahoitus sekä Euroopan tutkimusneuvoston myöntämä ERC starting grant.
Aalto Industrial Internet Campus
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tuotannon ja sisälogistiikan fyysinen ja digitaalinen maailma kohtaavat monitieteisessä TwinFlow -projektissa

Aallon ja Tampereen yliopiston tutkijat yhdessä yritysten kanssa vauhdittavat valmistavan teollisuuden datavetoista liiketoimintaa kolmivuotisessa Business Finlandin rahoittamassa projektissa.
Eloi Moliner IWAENC-tapahtumassa.
Palkinnot ja tunnustukset Julkaistu:

Parhaan opiskelija-artikkelin palkinto jälleen Eloi Molinerille

Palkinnon voittanut artikkeli ratkaisee, miten puheäänitteestä poistetaan huonekaiku ohjaamattoman koneoppimisen avulla.
Emma Kemppainen Aallon kampuksella
Yhteistyö, Opinnot Julkaistu:

Emma Kemppinen: Puolijohdeteollisuus tarjoaa paljon mahdollisuuksia sekä teollisuudessa että akateemisella puolella

Emma pääsi kesätöihin tutkimusryhmään puolijohdeteollisuuden yritysten lahjoitusten ansiosta. Kesätyöpaikka vahvisti hänen kiinnostustaan alaa kohtaan.