EN

Emäkset tuottavat pilvipisaroita jo tuhannesmiljardisosan pitoisuuksissa

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. Akatemiaprofessori Markku Kulmalan vetämän huippuyksikön osuus tutkimuksen koejärjestelyihin ja teorianmuodostukseen on ollut merkittävä. Tulokset esiteltiin 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 ihmistoiminnasta, kuten karjankasvatuksesta ja biomassan poltosta, ja 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. Suomesta mukana ovat Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot sekä Ilmatieteen laitos. Helsingin yliopistosta tutkimuksessa mukana on ryhmä tutkijoita akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtamasta Ilmakehän koostumuksen ja ilmaston muutoksen tutkimuksen huippuyksiköstä.


Suomalaiset tutkijat tekevät sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta

Kokeellisella puolella suomalaistutkijat 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 yritettäessä ymmärtää, miten nykyhetken ilmakehässä tapahtuva hiukkasmuodostus poikkeaa menneen – esiteollisen – ajan vastaavasta ja kuinka paljon ihmistoiminnasta peräisin olevat ilman epäpuhtaudet vaikuttavat.

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

Lähde: Helsingin yliopiston tiedote

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »