Tutkimus tuotti lisää tietoa aerosolien säteilyvaikutuksesta

Kuva: Pia Anttila

Ilmatieteen laitoksen tiedote

Veijo Aaltonen mittasi lisensiaatintutkimuksessaan ilmakehän aerosolien optisia, mikrofysikaalisia ja säteilyyn liittyviä ominaisuuksia kolmen vuoden ajan subarktisella mittausasemalla Pallaksella. Tutkimus osoitti, että hiukkasten koko ja sironta vaihtelee eri vuodenaikoina.

Ilmakehän aerosolit sirottavat auringosta tulevaa säteilyä takaisin avaruuteen ja absorboivat eli imevät itseensä säteilyenergiaa. Ne vaikuttavat ilmastoon myös epäsuorasti osallistumalla pilvien muodostukseen; aerosolit toimivat pilvipisaroiden tiivistymisytiminä. Aerosoleilla on myös haitallisia vaikutuksia terveyteen.

Tutkimuksessa sirontamittausten tuloksia verrattiin samanaikaisiin kokojakauma- ja säähavaintoihin, ja siten voitiin päätellä, mitkä tekijät vaikuttavat hiukkasten sirontaprosesseihin ja miltä lähdealueilta suuren sironnan aiheuttamat hiukkaset olivat peräisin.

Työn keskeisimmät tulokset ovat seuraavat:

• Pallaksen alueella ei ole ensisijaisia saastelähteitä, jotka synnyttäisivät kaikkein pienimmän kokoluokan aerosolihiukkasia.
• Uusia aerosolihiukkasia muodostuu Pallaksella vain silloin kun saapuva ilmamassa on peräisin puhtaalta lähdealueelta, kuten Pohjois-Atlantilta tai Pohjoiselta jäämereltä.
• Sirontamittaukset eivät yksinään ole riittävä työkalu, kun tutkitaan aerosolihiukkasten ominaisuuksia, mutta yhdessä hiukkasten kokojakaumatiedon kanssa on mahdollista päätellä alueellisia prosesseja.
• Boreaalisen metsävyöhykkeen emissiot vaikuttavat ilmastojärjestelmään.

Aerosolien sironta oli kesällä suurempaa kuin muina vuodenaikoina

Mittaustiedolle on tarve alueilta, joissa ei ole paikallisia päästölähteitä. Pallaksen alueen ilmaa pidetään yhtenä maailman puhtaimmista. Hiukkasten, myös optisesti merkittävien, määrä alueella on pieni. Tutkimuksessa saatiin tietoa hiukkasten optisten ominaisuuksien tausta-arvoista.

Aerosolin sirontakertoimella nähtiin selkeä vuodenaikaisvaihtelu, jossa syksyisin esiintyy minimi ja kesällä arvot ovat 4–5 kertaa tavanomaista korkeampia. Sironta aiheutuu suurimmaksi osaksi alle 1 mikrometrin suuruisista hiukkasista, joita esiintyy varsinkin myöhäiskesällä ja syksyllä. Talvisaikana hiukkaset ovat kookkaampia kuin muina vuodenaikoina.

Saastuneimmat ilmamassat olivat peräisin Kuolan niemimaalta, Skandinaviasta sekä Venäjältä, puhtaimmat sen sijaan Pohjoiselta jäämereltä sekä Pohjois-Atlantilta. Luonnollinen boreaalinen metsävyöhyke osallistuu uusien hiukkasten muodostumiseen tuottamalla kaasuja, jotka toimivat aerosolien esiasteina. Näin muodostuneet uudet hiukkaset kasvavat optisesti merkittävään kokoluokkaan runsaassa vuorokaudessa.

Kaasut myös muuttavat jo olemassa olevan (engl. pre-existing) aerosolin ominaisuuksia: Puhtaalta merelliseltä vyöhykkeeltä peräisin oleva aerosoli tempaa mukaansa näitä kaasuja kulkiessaan metsävyöhykkeen ylitse keväisin. Tällöin hiukkasten optiset ominaisuudet, kuten sironta ja sen riippuvuus sironneen valon aallonpituudesta, muuttuvat. Alkujaan merellinen aerosoli muuttuu boreaalisen metsävyöhykkeen aerosoliksi vajaassa vuorokaudessa.

Boreaalisen metsävyöhykkeen emissiot vaikuttavat ilmastojärjestelmään voimistavasti epäsuoran säteilyvaikutuksen kautta.

Lisätietoja: Ilmatieteen laitos