Syksyllä 2019 käynnistyvässä FORCeS-projektissa selvitetään ihmisten toiminnasta syntyvien pienhiukkasten vaikutusta ilmastoon. Tieto tukee esimerkiksi Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden toteutumista.
Neljävuotisessa projektissa selvitetään, kuinka ihmisten toiminnasta syntyneet pienhiukkaset ovat vaikuttaneet ilmastoon tähän mennessä ja kuinka ne vaikuttavat siihen lähitulevaisuudessa. Tutkimuksessa käytetään ilmasto-, pilvi- ja prosessimalleja, satelliittien avulla saatavaa dataa sekä maailmanlaajuisia havaintoverkostoja.
Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat maapallon säteilytaseeseen vaikuttamalla Auringosta tulevan säteilyn kulkuun ja Auringon säteilyä heijastavien pilvien muodostukseen. Pienhiukkasia syntyy sekä luonnossa että ihmisten toiminnasta. Ihmiset tuottavat hiukkasia mm. käyttäessään fossiilisia polttoaineita energiantuotannossa, teollisuudessa ja liikenteessä.
”Kun arvioidaan pienhiukkasten ilmastovaikutuksia, täytyy tuntea monia erilaisia hiukkasiin liittyviä suureita – niiden lukumäärä, kokojakauma, massa, koostumus ja kulkeutuminen – sekä ymmärtää näiden suureiden vaikutusta säteilyn kulkuun ja pilvien muodostumiseen. Tätä varten tarvitsemme monipuolisia mittausasemia, joilta saadaan jatkuvasti tarkkaa tietoa. Lisäksi tarvitsemme alueellisesti kattavaa aineistoa esimerkiksi satelliiteista, jotta tarkkojen havaintojen vaikutuksia voidaan analysoida”, sanoo apulaisprofessori Pauli Paasonen Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksesta.
Päinvastoin kuin ilmastoa lämmittävät kasvihuonekaasut pienhiukkaset keskimäärin viilentävät nykyistä ilmastoa. Muutokset hiukkasten viilentävässä vaikutuksessa saattavat olla keskeisiä siinä, kuinka seuraavien vuosikymmenien ilmastotavoitteet toteutuvat.
”Ilmakehän aerosolihiukkasten synty ja vuorovaikutukset pilvien kanssa ovat yksi suurimmista epävarmuuksien lähteistä globaaleissa ilmastomalleissa. Jotta saavutamme riittävän ymmärryksen keskeisistä prosesseista, ja siitä miten näitä prosesseja tulee malleissa kuvata, tarvitaan monipuolista ja innovatiivista yhteistyötä sekä prosessitason ja globaalin skaalan tutkijoiden välillä”, sanoo professori Annele Virtanen Itä-Suomen yliopistosta.
Tieto pienhiukkasista auttaa tarkentamaan ilmastomalleja
Hiukkasten ilmastovaikutuksen, ns. pakotteen, määrittäminen auttaa ilmastoherkkyyden arvioinnissa. Ilmastoherkkyys kertoo, kuinka paljon ilmasto lämpenee, kun ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvaa. Viimeisen vuosisadan aikana muuttunut hiukkasten ilmastovaikutus täytyy ottaa huomioon, kun ilmastoherkkyyttä arvioidaan.
Tarkentunut hiukkasten ilmastovaikutuksen kuvaus antaa varmuutta siihen, kuinka hyvin ilmastomallien avulla voidaan ennustaa ilmastoa kuluvalla vuosisadalla. Vaikka ilmastomallit ovat kehittyneet esimerkiksi ilmakehäkemian osalta, ne sisältävät edelleen paljon yksinkertaistuksia etenkin pienhiukkasiin ja pilviin liittyen.
”Globaaleja simulaatioita hiukkasista ja varsinkin niiden ilmastovaikutuksista on erittäin hankala validoida, koska maailmanlaajuisesti kattavia mittauksia on melko vähän. Uusien mittaussarjojen ja mallinnustyökalujen ohella meidän on kehitettävä uusia menetelmiä, jotta jo olemassa olevia havaintoja voidaan hyödyntää entistä paremmin", sanoo tutkimusprofessori Risto Makkonen Ilmatieteen laitokselta.
"Yhdistämällä monipuolisia, jatkuvia mittauksia ja kehittämällä mallinnusta mahdollistetaan uusien monipuolisten tulosten saanti. Niiden avulla pystytään myös vastaamaan tieteellisiin ja päätöksentekoa hyödyntäviin kysymyksiin, joita ei vielä edes osata esittää", sanoo akateemikko Markku Kulmala Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksesta.
Lisätietoja:
akateemikko Markku Kulmala, INAR, Helsingin yliopisto, p. 040 596 2311, markku.kulmala@helsinki.fi
apulaisprofessori Pauli Paasonen, INAR, Helsingin yliopisto, p. 029 415 1692, pauli.paasonen@helsinki.fi
professori Annele Virtanen, Itä-Suomen yliopisto, p. 050 3164118, annele.virtanen@uef.fi
tutkimusprofessori, yksikön päällikkö Sami Romakkaniemi, Ilmatieteen laitos, p. 029 539 5561, Sami.Romakkaniemi@fmi.fi
tutkimusprofessori Risto Makkonen, Ilmatieteen laitos, p. 029 539 4109, risto.makkonen@fmi.fi
Syksyllä 2019 alkavaa FORCeS-projektia koordinoi Tukholman yliopisto. Suomesta projektiin osallistuvat Ilmatieteen laitos, Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskus (INAR) ja Itä-Suomen yliopisto. Neljävuotista projektia rahoittaa EU:n tutkimusta ja innovaatioita rahoittava EU Horizon 2020 -ohjelma. Suomen osuus rahoituksesta on noin 1,1 miljoonaa euroa.
