Emäkset tuottavat pilvipisaroita jo tuhannesmiljardisosan pitoisuuksissa

[Helsingin yliopiston tiedote:]

Rikkihappo ja dimetyyliamiini muodostavat yhdessä tehokkaasti hiukkasia ilmakehän olosuhteissa. Cernin CLOUD-projektin tulokset osoittavat, että luonnollisilla ja ihmisperäisillä amiinipäästöillä on vaikutuksia hiukkasmuodostukseen, ja sitä kautta kenties myös pilvipisaroiden syntyyn ja ilmastoon. Suomalaistutkijoiden panos tutkimuksen sekä koejärjestelyihin että teorianmuodostukseen on ollut merkittävä. Uusi tulos esiteltiin kansainväliselle yleisölle Nature-julkaisussa 6.10.2013.

Ennennäkemättömän tarkat mittaukset alailmakehän hiukkasmuodostukseen osallistuvista yhdisteistä tehtiin osana CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoors Droplets) -projektia Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus Cernissä. Tutkimuksessa havaittiin, että dimetyyliamiini edesauttaa merkittävästi rikkihappohiukkasten muodostumista jo silloin, kun sen pitoisuus on ainoastaan yksi tuhannesta miljardista ilmamolekyylistä.

Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että kosmisten säteiden vaikutus rikkihappo-dimetyyliamiinihiukkasten muodostukseen oli hyvin pieni. Auringon aktiivisuuden vaihteluilla ei siksi ole merkittävää vaikutusta tätä kautta syntyvien pilvipisaroiden määrään.

Amiinit ovat ammoniakkia muistuttavia emäksisiä yhdisteitä, joita vapautuu ilmakehään sekä ihmistoiminnasta, kuten karjankasvatuksesta ja biomassan poltosta, että luonnollisista lähteistä, kuten valtameristä ja maaperästä. Amiinien päästöt ilmakehään saattavat tulevaisuudessa lisääntyä, koska niitä suunnitellaan käytettävän hiilidioksidin (CO2) poistamisessa kivihiilivoimaloiden savukaasuista.

Cernin CLOUD-projektin tulokset osoittavat, että luonnollisilla ja ihmisperäisillä amiinipäästöillä on vaikutuksia hiukkasmuodostukseen, ja sitä kautta mahdollisesti myös pilvipisaroiden syntyyn ja ilmastoon. Projektin tavoitteena onkin ratkaista eräs ilmakehätieteiden päivänpolttavista kysymyksistä: miten uusia pienhiukkasia muodostuu ilmakehässä, ja miten nämä aerosolihiukkaset vaikuttavat ilmastoon.

CLOUD on ensimmäinen yhteistyöhanke Cernin fyysikoiden ja ilmakehätieteiden tutkijoiden välillä. Hankkeeseen osallistuu yhteensä 17 instituuttia 9 maasta. Suomessa Cernissä tehtävää tutkimusta koordinoi Fysiikan tutkimuslaitos, HIP. CLOUDissa Suomesta mukana ovat Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot sekä Ilmatieteen laitos. Helsingin yliopistosta Naturessa julkaistussa tutkimuksessa mukana on ryhmä tutkijoita akatemiaprofessori Markku Kulmalan johdolla.

Suomalaiset tutkijat tekevät sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta

Kokeellisella puolella Helsingin yliopiston tutkijat ovat CLOUD-projektissa vastuussa laitteista, jotka mittaavat kaikkein pienimpiä, ennen havaitsemattomia hiukkasia. Helsingin yliopistossa on myös kehitetty laskennallinen malli, joka kuvaa rikkihapon ja emästen hiukkasmuodostusta molekyylitasolla.

CLOUD-hankkeessa on ensimmäistä kerta onnistuttu samassa tutkimuksessa sekä mittaamaan että luotettavasti mallintamaan hiukkasmuodostusprosessia molekyylitasolta lähtien. Tulokset osoittavat, että kvanttimekaniikkaan pohjautuvia malleja voidaan tehokkaasti käyttää kokeellisten hiukkasmuodostusmittausten tukena. Malleilla voidaan esimerkiksi saada tietoa pienimpien hiukkasten molekyylirakenteista, ja niitä voidaan myös käyttää arvioimaan erilaisten olosuhteiden (kuten lämpötilan) muutosten vaikutusta hiukkasmuodostusnopeuteen silloin, kun mittauksia ei ole saatavilla.

Helsingin yliopiston Hyytiälän tutkimusasemalla metsäolosuhteissa ja llmatieteen laitoksella hyvin puhtaalla alueella, Pallaksella, on tehty pitkäaikaisia havaintosarjoja ilmakehässä tapahtuvasta hiukkasmuodostuksesta. Havaintosarjat ovat tärkeitä, kun yritetään ymmärtää, miten nykyhetken ilmakehässä tapahtuva hiukkasmuodostus poikkeaa menneen (esiteollisen) ajan vastaavasta ja kuinka paljon ihmistoiminnasta peräisin olevat ilman epäpuhtaudet vaikuttavat.

Lisätiedot:

Professori Hanna Vehkamäki, fysiikan laitos, puhelin 050 415 4747

Dosentti Theo Kurtén, kemian laitos, puhelin 050 526 0123

Akatemiaprofessori Markku Kulmala, fysiikan laitos, puhelin 040 5962311

Viite: Molecular understanding of sulphuric acid-amine particle nucleation in the atmosphere, Advance Online Publication (AOP), Nature 6.10.2013, http://www.nature.com, doi 10.1038/nature12663, http://dx.doi.org/ [tiivistelmä ja koko artikkeli]

Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) on Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteinen valtakunnallisia tehtäviä hoitava tutkimuslaitos.

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, puhelin 050 415 0316

Minna Meriläinen-Tenhu
Science, media & society

(09) 191 51042, +358 50 415 0316

Tiedevelhot ja mediahippa – my blog:
http://blogs.helsinki.fi/mmerilai/

Member of the Finnish Association of Science Editors and Journalists

www.facebook.com/helsinginyliopisto
www.youtube.com/universityofhelsinki
www.twitter.com/HelsinkiUni

Advertisements

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: