Osa voimalaitoksen savukaasun hiukkasista syntyy vasta ilmakehässä

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Kivihiilivoimalaitoksen savukaasun hiukkasmäärä yllätti tutkijat vähäisyydellään. Samassa tutkimuksessa selvisi, että päästöjen pienimmät hiukkaset syntyvät vasta ilmakehässä.

Kuva: Valtteri Hirvonen / Helen Oy.

Kivihiilivoimalaitoksen savukaasun hiukkasmäärä yllätti tutkijat vähäisyydellään. Samassa tutkimuksessa selvisi, että päästöjen pienimmät hiukkaset syntyvät vasta ilmakehässä. Kivihiilivoimalaitoksen ilmakehäpäästöjen laatu riippuu ratkaisevasti voimalaitoksen savukaasun puhdistuksesta, mutta myös ilmakehän prosesseilla on vaikutusta, selviää tuoreesta tutkimuksesta. Kivihiilivoimalaitoksen ilmakehäpäästöjä sekä puupellettien ja kivihiilen yhteispolttoa tutkittiin laajassa hankkeessa, jossa yhdistettiin alan huippuosaamista sekä tieteellisestä että teollisesta näkökulmasta. Mukana olivat Tampereen teknillisen yliopiston aerosolifysiikan tutkimusyksikkö, Ilmatieteen laitos, Metropolia, VTT, Tampereen yliopisto, Helen Oy, Valmet Oy ja Dekati Oy.

Kivihiilivoimalaitoksissa voidaan polttaa pelkän kivihiilen lisäksi kivihiiltä ja puupellettejä yhdessä. Tutkijoita kiinnosti erityisesti tämä yhteispoltto ja sen vaikutukset päästöihin. Puupellettien ja kivihiilen yhteispoltolla on vaikutuksia palamisessa syntyvään aerosoliin eli ilmakehään vapautuviin pienhiukkasiin. Hiukkasten muodostumista ja ominaisuuksia tutkittiin voimalaitoskattilassa, voimalaitoksen piipussa ja ilmakehässä. ”Tavoitteena oli ymmärtää puupellettien ja kivihiilen yhteispolton edut ja mahdolliset haasteet mahdollisimman tarkasti”, ryhmäpäällikkö Anna Häyrinen Helen Oy:sta kertoo. Yhteispoltolla ei tutkimuksen mukaan ole haitallisia vaikutuksia ilmanlaatuun. Tutkijat kuitenkin yllättyivät tuloksista, jotka saatiin helikopteriin asennetuilla mittalaitteilla. Niillä pystyttiin mittaamaan savukaasuvanan hiukkasten kokojakaumaa ja määrää reaaliaikaisesti yhdessä hiilidioksidi- ja rikkidioksidimittausten kanssa. Ilmatieteen laitos tutki päästöpluumia myös ”etänä” LIDAR-mittalaitteen avulla. Laite sijaitsee Helsingin Kumpulassa Ilmatieteen laitoksen katolla.

”Ilmakehässä laimentuvassa savukaasussa nanohiukkasten pitoisuudet kasvoivat voimalaitoksen piipusta etäännyttäessä eikä päinvastoin. Osa voimalaitoksen hiukkaspäästöstä siis ikään kuin syntyi vasta ilmakehässä. Voimalaitoksen savukaasun puhdistusmenetelmistä riippuen tämä ilmiö voi olla voimakkaampi tai heikompi, mutta on tärkeää huomata, että myös ilmakehän prosessit määrittelevät lopputulosta”, tohtorikoulutettava Fanni Mylläri TTY:n aerosolifysiikan yksiköstä sanoo. ”Ilmiöllä ei ole suurta vaikutusta ihmisten kokemaan ilmanlaatuun Helsingissä, mutta maailmanlaajuisessa tarkastelussa havainto voi olla hyvinkin tärkeä”, Mylläri arvioi.

Piipusta ilmakehään päätyvien hiukkas- ja rikkidioksidipäästöjen näkökulmasta avainasemassa on savukaasun puhdistus. ”Erityisesti piipusta mitatut hiukkaspitoisuudet olivat hyvin pieniä, jopa merkittävästi pienempiä kuin tyypilliset pitoisuudet kaupunki-ilmassa”, Mylläri kertoo. Poltossa syntyvään aerosoliin vaikutti kuitenkin myös polttoaine. Mittausten perusteella puupellettien lisääminen vaikutti sekä hiukkasten kokoon että määrään. Tällä saattaa olla vaikutusta hiukkaspäästöihin esimerkiksi sellaisissa voimalaitoksissa, joissa savukaasun puhdistaminen perustuu ainoastaan sähkösuodattimiin. Tutkimus on ollut osa Cleen Oy:n MMEA -ohjelmaa ja Strategisen tutkimuksen neuvoston EL-TRAN –hanketta. Sitä rahoittivat Tekes, osallistuneet yritykset ja Strategisen tutkimuksen neuvosto.

Hiilen ja puupellettien yhteispolton vaikutuksia käsittelevä artikkeli on julkaistu Combustion and Flame -julkaisusarjassa (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218016303406) ja kivihiilivoimalaitoksen savukaasuvanassa syntyviä nanohiukkasia käsittelevä artikkeli on julkaistu Atmospheric Chemistry and Physics -julkaisusarjassa (http://www.atmos-chem-phys.net/16/7485/2016). Osa tutkimuksen tuloksista on vielä julkaisematta.

Lisätietoja:

Eija Asmi, ryhmäpäällikkö, Ilmatieteen laitos, puh. 050 390 6638, eija.asmi@fmi.fi
Fanni Mylläri, tohtorikoulutettava, TTY:n fysiikan laboratorio, puh. 040 849 0370, fanni.myllari@tut.fi
Topi Rönkkö, dosentti, tutkimuspäällikkö, TTY:n fysiikan laboratorio, puh. 040 198 1019, topi.ronkko@tut.fi

www.tut.fi/aerophys

Erityisesti keväiden lämpötilat kohonneet pohjoisessa Fennoskandiassa

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Tuoreen tutkimuksen mukaan keväät ja syksyt ovat lämmenneet huomattavasti pohjoisilla alueilla viimeisen sadan vuoden aikana. Samoin sään lämpimät ääri-ilmiöt ovat yleistyneet ja kylmät ääri-ilmiöt harvinaistuneet.

Kuva: Eija Vallinheimo.

Ilmasto lämpenee pohjoisilla alueilla maapallon keskimääräistä lämpenemistä huomattavasti nopeammin. Uusi tutkimus pohjoisen Fennoskandian alueelta osoittaa, että viimeisen sadan vuoden aikana (1914–2013) ilmaston lämpeneminen on ollut voimakkainta keväällä ja syksyllä. Harvinaisen lämpimiä keväitä on ollut aiempaa enemmän ja äärimmäisen korkeita kevät- ja syyspäivien maksimilämpötiloja havaittiin usein viimeisimmän 20-vuotisjakson aikana.

Eniten ovat muuttuneet maalis–toukokuun ja syys–lokakuun päivittäiset minimilämpötilat, jotka ovat kohonneet 1–5 astetta sadan vuoden aikana. Myös pakkaspäivien määrä on vähentynyt sekä keväällä että syksyllä.

Talvikauden lyheneminen, minimilämpötilojen kohoaminen ja lämpimien ääri-ilmiöiden yleistyminen sekä niiden mukanaan tuomat geofysikaaliset, hydrologiset ja ekologiset muutokset tuovat haasteita pohjoisten alueiden elinkeinoille, kuten poronhoidolle.

Lämpötilan ja sademäärän muutoksia ja sään ääri-ilmiöitä Suomen, Ruotsin ja Norjan Lapissa sekä Kuolan niemimaalla tutkittiin yhdeksän arktisen sääaseman pitkäaikaisten havaintoaineistojen avulla Itä-Suomen ja Jyväskylän yliopistojen sekä Ilmatieteen laitoksen yhteistyönä.

Harvinaisen kylmät jaksot harvinaistuneet

Vastaavasti harvinaisen kylmiä vuodenaikoja oli vähän viimeisten 20 vuoden aikana (1994–2013) verrattuna aiempiin samanpituisiin tarkastelujaksoihin. Harvinaisen lauhoja talvia osui puolestaan niukimmin vuosiin 1954–1973, joiden aikana joulu-helmikuun keskimääräinen ilmavirtaus kävi kaikkein selvimmin idän puolelta ja ns. NAO-indeksi oli voimakkaimmin negatiivinen. Vuorokauden ylimpien ja alimpien lämpötilojen tarkastelu joulu-, huhti-, heinä- ja lokakuussa osoitti, että jakson 1994–2013 aikana esiintyi vähän äärimmäisen matalia minimilämpötiloja.

Sademäärissä tapahtui vähemmän muutoksia. Kuukauden sademäärä kasvoi osalla havaintopaikoista sadan vuoden aikana lähinnä heinä-, loka- ja joulukuussa. Loka- ja tammikuussa päivittäisiä äärimmäisen korkeita sademääriä oli kaikkein vähiten jakson 1934–1953 aikana.

Lisätietoja:

Kirsti Jylhä, Ilmatieteen laitos, puh. 050 433 6554, kirsti.jylha@fmi.fi
Sonja Kivinen, Historia- ja maantieteiden laitos, Itä-Suomen yliopisto, puh. 040 588 4185, sonja.kivinen@uef.fi
Sirpa Rasmus, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, puh. 040 528 2585, sirpa.rasmus@jyu.fi
Mikko Laapas, Ilmatieteen laitos, puh. 050 412 2390, mikko.laapas@fmi.fi

Kivinen, S., Rasmus, S., Jylhä, K., Laapas, M. Long-Term Climate Trends and Extreme Events in Northern Fennoscandia (1914–2013). Climate 2017, 5, 16.

http://www.mdpi.com/2225-1154/5/1/16

Helmikuuhun mahtui hirmumyrskyä, lumipyryä ja föhn-tuulta

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan helmikuu keskilämpötilaltaan 2-3 astetta tavanomaista lämpimämpi. Helmikuun sademäärä oli sen sijaan keskimäärin lähellä tavanomaista. Joulu-helmikuun keskilämpötila oli koko maassa myös noin 2-3 astetta tavanomaista korkeampi.

Kuva: Antonin Halas.

Kuukauden alkupuoliskolla Suomi kuului laajan korkeapaineen vaikutuspiiriin ja sää oli enimmäkseen poutaista ja ajoittain varsin kylmää. Erityisesti 6.-9.2. suurimmassa osassa maata esiintyi kireitä pakkasia. Kuukauden kylmin lämpötila, -32,8 astetta, mitattiin kuitenkin vasta 26.2. Sodankylässä.

Föhniä ja hirmumyrskyä

Helmikuun puolivälissä korkeapaine antoi periksi ja länsiluoteinen ilmavirtaus voimistui koko maassa aiheuttaen Kölivuoriston yli saapuvan kuivan ja lämpimän Föhn-tuulen. Sää oli suurimmassa osassa maata aurinkoista ja vuodenaikaan nähden hyvin lauhaa. Porvoossa lämpötila kohosi ystävänpäivänä 14. helmikuuta +8,2 asteeseen, mikä oli samalla kuukauden korkein lämpötila koko maassa. Samaan säätilanteeseen liittyen etenkin Keski- ja Pohjois-Lapissa esiintyi 13.2. myrskypuuskia ja tunturissa (Muonio Laukukero) mitattiin tuulen keskinopeudeksi harvinaiset 41,6 m/s, mikä selvästi ylittää hirmumyrskyn rajan. Merellä myrskytuulia esiintyi ainoastaan 22.2., tarkemmin lounaisilla merialueilla.

Helmikuun loppupuolen epävakainen sää kompensoi alkupuoliskon kuivempaa säätyyppiä ja näin ollen koko kuukauden sademäärä oli keskimäärin lähellä tavanomaista. Lounaisissa maakunnissa sekä Koillismaalla ja Etelä-Lapissa helmikuun sadanta jäi kuitenkin tavanomaista pienemmäksi, Etelä-Lapissa paikoin harvinaisen pieneksi. Helmikuussa satoi eniten Kuhmossa, 58,3 mm, ja vähiten Ranualla, 8,3 mm. Suurimmat vuorokausisateet mitattiin 22. – 23.2., kun maan etelä- ja keskiosaan saapui voimakas matalapaine lännestä. Lunta pyrytti voimakkaan tuulen kanssa Uudellamaalla paikoin jopa 20 cm.

Talvi oli vähäsateinen

Talvi, eli joulu-helmikuu, oli vähäsateinen. Talvikuukausien yhteenlaskettu sademäärä oli lähes koko maassa tavanomaista pienempi, maan länsiosassa laajalti harvinaisen, paikoin myös poikkeuksellisen pieni. Pirkanmaan ja Satakunnan alueella talven sademäärä oli muutamalla havaintoasemalla jopa mittaushistorian pienin. Huomionarvoista on, että myös viime syksy oli maan länsiosassa laajalti harvinaisen kuiva.

Talven sademäärä oli ainoastaan Pohjois-Lapissa vähän tavanomaista suurempi, Kilpisjärvellä paikallisesti jopa harvinaisen suuri. Kilpisjärvellä joulu-helmikuun yhteenlaskettu sademäärä oli 243,2 mm, mikä on koko maan kuluneen talven suurin. Talven pienin sademäärä 34,4 mm mitattiin sen sijaan Lounais-Suomessa Köyliössä.

Talvikuukausien keskilämpötila oli koko maassa noin 2-3 astetta tavanomaista korkeampi. Keskilämpötilan alueelliset vaihtelut olivat varsin pieniä. Suurin keskilämpötilan poikkeama tavanomaisesta, +3,9 astetta, havaittiin Kilpisjärvellä.

Lisätietoja:

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)

Helmikuun säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/helmikuu

Lue lisää: Ilmastokatsaus.fi