Väitös: Pienhiukkasten syntymekanismi on edelleen suuri epävarmuustekijä ilmastonmuutoksen ennakoinnissa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tutkija, FM Kimmo Neitola on väitöskirjassaan selvittänyt ilmaston lämpenemiseen vaikuttavien pienhiukkasten syntyä kaasu-hiukkasmuunnoksen eli nukleaation tuloksena. Väitöskirjan tulokset auttavat ymmärtämään pienhiukkasten syntyprosessiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimus osoittaa, että hiukkasten syntyä edesauttavien yhdisteiden kirjo on aiemmin luultua laajempi.


Kuva: Kimmo Neitola.

Ilmakehän aerosoli- eli pienhiukkaset voivat vaikuttaa ilmastoon erittäin voimakkaasti, sillä ne toimivat pilvipisaroiden tiivistymisytiminä. Tästä johtuen suuret muutokset hiukkasten lukumääräpitoisuuksissa tai kemiallisessa rakenteessa voivat johtaa arvaamattomiin muutoksiin sateissa tai johtaa pilvien eliniän ja heijastuskyvyn muutoksiin. Tällä on tilanteesta riippuen joko ilmastoa lämmittävä tai viilentävä vaikutus.

Rikkihappo tunnetuin pienhiukkasten syntyä edistävistä kaasuista

Suuri epävarmuustekijä ilmastomalleissa on aerosolihiukkasten synty niin kutsutun kaasu-hiukkasmuunnoksen eli nukleaation kautta. Nukleaatiossa ilmakehän hivenkaasut tiivistyvät pieniksi molekyyliryppäiksi ja kasvavat siitä suuremmiksi hiukkasiksi. Yksi tärkeimmistä hivenkaasuista on rikkihappo, joka muodostuu ilmakehässä rikkidioksidin valokemiallisissa reaktioissa.

”Rikkihappo, kuten moni muukin nukleaatioon osallistuva hivenkaasu voi olla peräisin luonnollisista lähteistä tai syntyä ihmisen vaikutuksesta”, Kimmo Neitola kertoo.

”Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että rikkihappo tarvitsee parikseen jonkin emäksisen yhdisteen, jotta muodostuneet molekyyliryppäät eivät hajoaisi saman tien takaisin kaasuiksi. Väitöskirjassani tutkin muun muassa näiden emäksisten yhdisteiden vaikutusta rikkihapponukleaatioon”, Neitola selvittää.

Hiukkasten syntyä edistävien yhdisteiden kirjo on erittäin laaja

Väitöskirjassa esitettävät tulokset auttavat ymmärtämään, kuinka paljon emäksiset yhdisteet voivat lisätä nukleaatiota, sekä määrittämään tälle vaikutukselle ylärajan. Tulokset valottavat myös nukleaation mekanismia kokonaisuudessaan.

”Tutkimuksen edetessä huomasin, että rikkihapponukleaatiossa molekyyliryppäitä stabiloivia yhdisteitä on erittäin laaja kirjo, jolloin niiden tunnistaminen vaikeutuu. Näin ollen aerosolihiukkasten syntymekanismi tuottaa edelleen epävarmuutta ilmastonmuutoksen ennakointiin, ja sen selvittäminen tulee vaatimaan lisätutkimusta”, Kimmo Neitola toteaa.

Väitöstilaisuus 30.10. Helsingissä

Filosofian maisteri Kimmo Neitolan aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja Experimental studies on nucleation and new particle formation (Nukleaation ja hiukkasmuodostustapahtumien kokeellinen tutkiminen) tarkastetaan Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Väitöstilaisuus järjestetään 30.10.2015 klo 12 Helsingissä Ilmatieteen laitoksen Dynamicum-rakennuksen Brainstorm-auditoriossa (Erik Palménin aukio 1).

Vastaväittäjänä toimii professori Jim Smith (University of California, Irvine) ja kustoksena professori Tuukka Petäjä (Helsingin yliopisto, ilmakehätieteiden osasto).

Kimmo Neitola on syntynyt Sodankylässä vuonna 1982 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Sodankylän lukiosta vuonna 2001. Hän valmistui filosofian maisteriksi Helsingin yliopistosta 2009 ja on sen jälkeen työskennellyt tutkijana Ilmatieteen laitoksella.

Lisätietoja:

Väitöskirja verkossa:
https://helda.helsinki.fi/handle/10138/157275

Tutkija Kimmo Neitola, Ilmatieteen laitos, etunimi.sukunimi@fmi.fi

Syyt viime talven poikkeuksellisen leutoon Itämeren jäätalveen selvitetty

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tutkijat arvioivat, että voimakkaat lämpimät ilmavirtaukset aiheuttivat Itämeren viime jäätalven poikkeuksellisen leudot olosuhteet. Ilmastonmuutos vaikuttaa myös ilmankehän kiertoliikkeisiin, mikä saattaa näkyä nopeasti yleistyvinä leutoina jäätalvina Itämerellä.


Kuva: Heidi Pettersson.

Viime jäätalvi oli poikkeuksellisen leuto. Jopa Perämeri pysyi osittain sulana läpi koko talven, mitä ei tiedetä aiemmin varmuudella tapahtuneen. Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat selvittäneet, että syynä leutoihin olosuhteisiin etenkin kevättalvella oli suhteellisen pohjoinen myrskyrata sekä siihen liittyvät lämpimät ja voimakkaat ilmavirtaukset Atlantilta.

Ilmastonmuutos voi vaikuttaa ilmakehän kiertoliikkeeseen

Ilmastonmuutos voi lämpenemisen lisäksi vaikuttaa ilmakehän kiertoliikkeeseen ja myrskyjen ratoihin. Talven 2014/15 Pohjois-Atlantin oskillaatioindeksi eli NAO oli korkeampi kuin minään aiempana talvena. Korkean NAOn seurauksena tyypillistä ovat lämpimät ja voimakkaat ilmavirtaukset Pohjois-Atlantilta pohjoiselle Itämerelle. Tätä voimisti viime vuoden kevättalvella Föhn-ilmiö, joka syntyy merellisen ilmamassan ylittäessä Köli-vuoriston. Tähän vaikutti myös suhteellisen pohjoinen myrskyrata verrattuna esimerkiksi toiseen leutoon talveen 2007/08, jolloin, toisin kuin 2014/15, Perämeri jäätyi kokonaan.

”Koko Itämeren merijään maksimilaajuus oli viime talvena toiseksi pienin sitten jäätalven 2007/08. Nykyisen ilmastollisen 30-vuotisjakson poikkeuksellisuutta kuvaa se, että merijään maksimilaajuudella mitattuna se on hyvin todennäköisesti leudoin 30-vuotisjakso sitten vuoden 1720, jolloin havaintoaineisto alkaa”, Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Petteri Uotila tiivistää.

Tutkimuksessa verrattiin sääolosuhteiden, kuten tuulen, lämpötilan ja pilvisyyden, eroja kylminä ja lämpiminä jäätalvina. Perämerellä meteorologiset olosuhteet olivat viime vuoden helmikuusta huhtikuuhun leudommat ja tuulisemmat kuin vuonna 2008. Sen sijaan Perämeren veden lämpötilat eivät juuri poikenneet aikaisemmista vuosista, mikä kertoo merellisten olosuhteitten pienemmästä merkityksestä merijään laajuudelle meteorologisiin olosuhteisiin verrattuna.

Leudot jäätalvet yleistyvät

Ilmastomallit ennustavat talvien leutonevan Itämerellä tällä vuosisadalla. Niiden pohjalta on odotettavissa, että myös leudot jäätalvet, jolloin Perämeri pysyy avoimena, yleistyvät nopeasti. Kun jääolot helpottuvat myös tarve jäänmurtajien käytölle vähenee. Ajoittain jääolot voivat kuitenkin paikallisesti olla vaikeitakin, sillä nopeasti liikkuva ohut jää voi voimakkaitten tuulten ajamana pakkautua rannikkoa vasten satamien edustoille. Näin kävikin jäätalvena 2014/15 Perämeren pohjoisosassa, missä useat jäänmurtajat pitivät laivaväyliä avoimina.

Tutkimustyötä rahoitti Suomen Akatemia.

Lisätietoja:

Tutkimusprofessori Petteri Uotila, petteri.uotila@fmi.fi, puh. 050 361 0587

Lisätietoa Ilmasto-oppaasta:

http://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/suomen-muuttuva-ilmasto/-/artikkeli/63e8e231-2d68-45cb-97c8-6bbdd9b5bae5/itameren-jaaolot-muuttuvat.html

Pohjoisen jäämeren jääalue taas tänä vuonna kutistunut pieneksi

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Merijään laajuutta Pohjoisella jäämerellä on mitattu satelliittien avulla vuodesta 1979 alkaen. Syyskuussa, jolloin sulamiskausi päättyy, merijään laajuus oli tänä vuonna 4,63 miljoonaa neliökilometriä.


Kuva: Jouni Vainio

Koko vuodesta 1979 alkavan mittausjakson aikana merijään laajuus on pienentynyt 13,6 prosenttia vuosikymmenessä. ”Kun tarkastelemme koko jaksoa, silloin tämän vuoden jään laajuus on selkeästi pienempi kuin keskimäärin ja järjestyksessä tämä on neljänneksi vähäjäisin syyskuu”, toteaa Ilmatieteen laitoksen Merentutkimus-yksikön päällikkö Jari Haapala.

Ilmastonmuutoksen vaikutuksesta jäänpaksuus on ohentunut, monivuotisen jään määrä ja laajuus on vähentynyt. Ennen vuotta 2000 merijään vuosittainen pienin laajuus vaihteli 6,2–8,0 miljoonan neliökilometrin välillä. Viimeisen kymmenen vuoden aikana jään laajuus on vaihdellut 5,9 – 3,6 miljoonan neliökilometrin välillä.

Vuoden 2012 syyskuussa mitattu 3,7 miljoonaa neliökilometriä on koko mittausjakson tähän mennessä mitattu pienin määrä. Vuosien välinen ero on normaalia ilmaston vaihtelevuutta, mutta samalla merijään laajuus on pienentynyt koko mittausjakson ajan.

Koko mittausjakson yhdeksän pienintä arvoa on mitattu viimeisten kymmenen vuoden aikana.


Merijään laajuuden muutos Pohjoisella Jäämerellä. Datalähde NSIDC (National Ice and Snow Data Center, USA)

Satelliittihavaintoja vuodesta 1979

Merijäätä voidaan luotettavasti havainnoida usean eri satelliitin avulla. Havainnot alkavat vuodesta 1979. Havainnoista voidaan laskea jääpeitteisen merialueiden pinta-ala tai koko jääkentän laajuus. Jääkentän laajuuden laskemisessa otetaan huomioon ainoastaan ne alueet, missä jään konsentraatio kokonaispinta-alasta on yli 15 %.

Pohjoisen jäämeren jään vuosittainen pienin laajuus riippuu merijään paksuudesta, kesäkauden aikana tapahtuvasta sulamisesta ja tuulten aiheuttamista jääkentän liikkeistä. Ilmaston luonnollinen vaihtelevuus on Arktikassa hyvin suurta. Esimerkiksi vuosina 2007 ja 2012 merijään poikkeuksellisen voimakkaat sulamiset johtuivat tuulista, jotka rikkoivat ja ajoivat jääkenttää eteläisimmille merialueille.

Lisätietoja:

Yksikön päällikkö Jari Haapala, puh. 040 757 3621, jari.haapala@fmi.fi

Tutkittua tietoa ilmastonmuutoksesta: ilmasto-opas.fi
Napamerien jääpeite hupenee: http://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/ilmio/-/artikkeli/4be2265d-15bd-43c4-828f-f1224960ef47/napamerien-jaapeite.html

Pohjoisessa poikkeuksellinen syyskuu

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan syyskuu oli Lapissa monilla havaintoasemilla ennätyksellisen lämmin.


Kuva: Eija Vallinheimo.

Syyskuun keskilämpötila vaihteli rannikkoalueiden ja maan kaakkoisosan runsaasta 12 asteesta Pohjois-Lapin vajaaseen 9 asteeseen ja oli koko maassa tavanomaista korkeampi. Pienin poikkeama oli maan länsiosassa, jossa se jäi paikoin vajaaseen kahteen asteeseen. Lapissa poikkeama oli yleisesti runsaat kolme astetta. Ilmatieteen laitoksen mukaan syyskuun keskilämpötila oli maan etelä- ja keskiosassa yleisesti harvinaisen korkea, eli näin korkea syyskuun keskilämpötila toistuu nykyilmastossa keskimäärin kerran kymmenessä vuodessa.

Maan pohjoisosassa syyskuu oli yleisesti poikkeuksellisen lämmin ja monilla Lapin havaintoasemilla syyskuu oli jopa mittaushistorian lämpimin, kuten esimerkiksi Kemi-Tornion, Rovaniemen ja Ivalon lentokentillä. Kuukauden korkein lämpötila, 22,0 astetta, mitattiin sekä Lappeenrannan Konnunsuolla 1. syyskuuta että Inarin Angelissa 11. syyskuuta. Syyskuun alin lämpötila, -3,0 astetta, mitattiin sekä Kemijärven lentokentällä että Sallan Naruskassa 29. päivänä.

Paikoin kuukauden sademäärät poikkeuksellisen runsaita

Kuukauden sademäärä jakautui siten, että niukimmille sateille jäätiin maan etelä- ja itäosassa sekä Ylä-Lapissa, joissa sademäärä jäi alle 60 millimetrin eli jonkin verran tavanomaista niukemmaksi. Sen sijaan Ahvenanmaalla ja Pohjois-Pohjanmaalla sekä Etelä- ja Länsi-Lapissa satoi noin 100 mm tai yli, mikä on poikkeuksellisen paljon ja vastaa lähes kaksinkertaista syyskuun sademäärää. Runsaimmat sateet saatiin kuukauden loppupuolella Ahvenanmaalla kuukauden alussa. Alustavien tietojen mukaan havaintoasemista eniten, vähintään 163 mm, satoi Pudasjärven Sarakylässä ja vähiten, 32,6 mm, Inarin Kirakkajärvellä. Suurin vuorokautinen sademäärä, 52,6 mm, mitattiin Ahvenanmaalla Jomalan Jomalabyssä 6. päivänä.

Lisätietoja:

Syyskuun säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/syyskuu

Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk puh. 0600 1 0600 (4,01 e/min + pvm)

Ilmatieteen laitoksen meteorologit Twitterissä: http://twitter.com/meteorologit
Ilmatieteen laitoksen tiedeuutisointia Twitterissä: http://twitter.com/IlmaTiede

%d bloggers like this: