TIEDEMEDIA

Victoria Median Tiedeuutiset

:VÄITÖS: Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat pilvien, mutta myös sumujen ominaisuuksiin

dark-clouds-1403338153k0u

Ilmakehän pienhiukkaset ovat merkittävässä roolissa, kun selvitetään ihmisten vaikutusta havaittuun ilmastonmuutokseen, sekä ennustetaan muutoksen voimakkuutta jatkossa. Pienhiukkaset sirottavat tulevaa auringonvaloa takaisin avaruuteen sekä toimivat pilvipisaroiden tiivistymisytiminä, ja molemmista mekanismeista muodostuu ilmakehää keskimääräisesti viilentävä vaikutus, koska ihmisperäiset lähteet ovat kasvattaneet hiukkasmääriä. Pilvien lisäksi pienhiukkasten on esitetty vaikuttavan myös sumujen esiintyvyyteen ja näkyvyyteen muun muassa lentokentillä.

Filosofian maisteri Zubair Maalickin väitöskirjatyössä on kehitetty uusia mallinnustyökaluja, joissa on yhdistetty pienhiukkasten sekä pilvipisaroiden mikrofysiikan mallinnus virtausmallintamiseen. Mallilla pystytään simuloimaan realistisesti ilmakehän sumuja, pilviä ja sateen muodostumista, sekä erityisesti miten pienhiukkaset vaikuttavat näihin.

Tutkimuksessa kehitettyä mallia sovellettiin erilaisiin ympäristöihin, joille yhteistä on pienessä mittakaavassa tapahtuvien aerosoliprosessien vaikuttaminen isossa mittakaavassa pilvien tai sumujen ominaisuuksiin.

Tutkimuksessa saaduilla tuloksilla on erityisesti merkitystä arvioitaessa ilmansaasteitten vaikutusta sumujen esiintyvyyteen. Ilman hiukkasmaiset epäpuhtaudet ovat vähentyneet Euroopassa, ja samaan aikaan lisääntyneet esimerkiksi Kiinassa. Samaan aikaan on havaittu vastaavat muutokset erityisesti sakeiden sumujen esiintyvyydessä, joissa näkyvyys on hyvin heikko. Tutkimuksessa pystyttiin ensimmäistä kertaa selvittämään yksityiskohtaisesti, miten pienhiukkasten lisääntyminen tekee yöllä muodostuvista säteilysumuista tiheämpiä, ja tämän vuoksi sumujen haihtuminen aamuisin hidastuu vaikuttaen muun muassa ilmanlaatuun sekä liikenteeseen.

Tutkimuksen toisena kohteena olivat matalalla esiintyvät merelliset stratocumulus-pilvet. Tiedeyhteisö on aikaisemmin ehdottanut, että näiden pilvien ominaisuuksia muokkaamalla voitaisiin keinotekoisesti hidastaa ilmakehän lämpenemistä. Nyt saatujen tulosten perusteella pienhiukkasten lisäämisellä sateen muodostuminen näissä pilvissä todellakin hidastuu ja pilvien elinaika kasvaa. Pienhiukkasten tuottamiseksi ehdotetut menetelmät eivät kuitenkaan ole niin tehokkaita, kuin tähän mennessä on oletettu.

MSc Zubair Maalickin aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja Modelling studies on the effect of aerosols and cloud microphysics on cloud and fog properties tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Veli-Matti Kerminen, Helsingin yliopisto, ja kustoksena professori Ari Laaksonen, Itä-Suomen yliopisto.