9.9.2014

Merelliset pienhiukkaset hillitsevät ilmaston lämpenemistä

Ilmastonmuutosta tutkitaan paljon, ja keinoja hillitä ilmaston lämpenemistä etsitään kiivaasti. Viime vuosina tiede on kääntänyt katseensa myös ihmistoiminnan tuottamiin aerosolihiukkasiin. On esitetty, että ilmakehään keinotekoisesti sumutettavien pienhiukkasten avulla auringon säteilyä voitaisiin heijastaa takaisin avaruuteen. Aerosolihiukkasilla on ominaisuuksia, jotka voivat viilentää ilmastoa, myöntää merellisiä pienhiukkasia tutkiva akatemiatutkija, FT Hannele Korhonen Ilmatieteen laitoksesta. Laajamittaiseen ilmastonmuokkaukseen tutkija suhtautuu kuitenkin varauksella.

Hannele Korhonen tiesi jo lapsena haluavansa tutkijaksi. ”Olin varmaankin ala-asteella, kun kerroin, että minusta tulee tohtori. Silloin en edes tiennyt, mikä se on, sana vain kuulosti hienolta”, hän muistelee. Päätös kuitenkin piti: Helsingin yliopistolla fysiikkaa opiskellut Korhonen väitteli filosofian tohtoriksi ilmakehäfysiikan alalta vuonna 2004. ”Ehkä sekin vaikutti, että käytännön asioissa olen toisinaan vähän kädetön. Ilmastoasiat kiinnostivat ja pidin yliopiston ilmapiiristä, joten halusin myös jäädä sinne.”

Väitöskirjaa tehdessään Korhonen tutki pienhiukkasmalleja akatemiaprofessori Markku Kulmalan tutkimusryhmässä. Valmistumisensa jälkeen tuore tutkija työskenteli kaksi vuotta Ilmatieteen laitoksella, minkä jälkeen tie vei Englantiin Leedsin yliopistoon. ”Olen pysynyt samassa tutkimusaihepiirissä väitöstutkimuksestani lähtien, mutta halusin lähteä ulkomaille post-doc-tutkijaksi hakemaan aihetta ja tutkimusmenetelmää, johon Suomessa ei ollut vielä pureuduttu”, Korhonen kertoo.

 

Akatemiatutkija Hannele Korhonen haluaa tulevaisuudessa tutkia ilmakehän dynamiikkaa.

Tavoite toteutui. Leedsissä syttyi kiinnostus merellisiin pienhiukkasiin, joiden parissa Korhonen tekee nyt omaa akatemiatutkijaprojektiaan. Vuonna 2011 käynnistyneessä viisivuotisessa tutkimusprojektissa tarkoituksena on parantaa arviota pienhiukkasten ilmastoa viilentävästä vaikutuksesta ja siten tarkentaa tulevaisuuden ilmastoennusteita. ”Teen globaalin skaalan tietokonemallinnusta, jonka avulla voidaan kehittää parempia ennusteita pienhiukkasten vaikutuksista”, Korhonen kertoo.

Akatemiatutkimuksessaan hän keskittyy tarkastelemaan erityisesti merellisten pienhiukkasten viilentävää vaikutusta. Merellisissä olosuhteissa ilmakehään siirtyy merisuolaa, orgaanisia hiukkasia sekä rikkipitoisia sulfaattihiukkasia, joka voivat heijastaa auringon säteilyä. Tutkimuksessa näiden hiukkasten toimintaa tarkastellaan eri puolilla maailmaa tehtyjen kenttämittausten sekä satelliittihavaintojen avulla. ”Merellisiä hiukkasia tutkitaan muun muassa Irlannissa, Alankomaissa ja Ruotsissa, mutta Suomessa aihe on vielä uusi”, Korhonen kertoo. ”Keräämme mittausdataa niin paljon kuin voimme ja yritämme muodostaa sen ja malliemme perusteella mahdollisimman luotettavan synteesin.”

Ilmastonmuokkaus vasta viimeinen vaihtoehto

Oman akatemiaprojektinsa lisäksi Korhonen työskentelee myös Suomen Akatemian FICCA-tutkimusohjelmassa (2011–2014), jossa tutkitaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia ja hallintaa eri tutkimusalojen näkökulmista. Korhosen ryhmä selvittää, onko ilmastoa mahdollista muokata keinotekoisesti erilaisten aerosolihiukkasten avulla. ”Yksi menetelmistä liittyy juuri merisuolaan. Se heijastaa auringon säteilyä takaisin avaruuteen jo itsessään, mutta tutkimme erityisesti, voiko se muuttaa alapilven ominaisuuksia niin että pilvet heijastavat säteilyä entistä voimakkaammin.”

Korhosen mukaan merellisen ilmastonmuokkauksen tutkimus on ottanut viime vuosien aikana askelia eteenpäin. ”Aihe nousi esille vuosina 2008–2009. Sitä ennen pienhiukkasten vaikutuksista oli karkeita ja yksinkertaisia näkemyksiä, mutta nyt vaikutuksia on tutkittu enemmän ja huomattu, etteivät ne ole niin suoria kuin on kuviteltu.” Merisuolan vaikutusta havainnollistavat tietokonemallit eivät ole aukottomia. ”Tuuliolosuhteet ja meren lämpötila vaikuttavat siihen, paljonko hiukkasia syntyy. Olemme kehittäneet uudenlaisia parametrisaatioita, mutta hiukkasten poistumista painovoiman ja sateen vaikutuksesta on vaikea ennustaa. Lisäksi pilvipisaroiden muodostumiseen hiukkasten pinnalle liittyy epävarmuuksia”, Korhonen sanoo.

Tutkimusryhmässä mallinnetaan myös tulivuorenpurkausta jäljittelevää tilannetta, jossa ilmakehään sumutettaisiin rikkihiukkasia noin 20 kilometrin korkeuteen. ”Tekniikan puolesta se olisi mahdollista ehkä kymmenen vuoden kuluttua”, Korhonen arvioi. Hänen mukaansa tulivuorenpurkausta jäljittelevä menetelmä voisi todella viilentää ilmastoa, kuten historian esimerkit osoittavat. Esimerkiksi vsuonna 1991 Filippiineillä purkautunut Pinatubon tulivuori nosti stratosfääriin suuret määrät auringon säteilyä heijastavia, rikkipitoisia sulfaattihiukkasia. Purkaus alensi koko maapallon keskilämpötilaa puolella asteella parin vuoden ajaksi. ”Pilvien muokkaaminen taas on monimutkaisempaa, eivätkä tietokonemallit saa kiinni kaikkia prosesseja.”

Korhonen korostaa kuitenkin, ettei kannata mitään keinotekoista ilmastonmuokkausta. ”Suurin osa tutkijoista on sitä mieltä, että ilmastonmuokkaukseen tulee tarttua vasta viimeisenä oljenkortena, jos ilmaston lämpeneminen karkaa käsistä. Pienhiukkasten avulla vähennetään ainoastaan auringon säteilyä, muttei puututa lainkaan voimistuvaan kasvihuoneilmiöön.  Ilmastonmuokkaus aiheuttaisikin kokonaan uuden ilmastollisen tilan. Kaikki laskelmat perustuvat pelkkiin tietokonemalleihin, ja tiedämme, etteivät ne pysty ennustamaan esimerkiksi kaikkia alueellisia muutoksia. Seuraukset voivat olla kauaskantoiset.”

Tulevaisuudessa monia mahdollisuuksia

Kahden Englannissa vietetyn vuoden jälkeen Hannele Korhonen siirtyi aluksi Kuopion yliopistoon ja vuonna 2010 takaisin Ilmatieteen laitoksen Kuopion yksikköön. Helsingin yksikössä tutkija on työskennellyt alkuvuodesta lähtien.  Tutkimusprojektiensa lisäksi Korhosella on Ilmatieteen laitoksella kolmivuotinen tenure track- eli urapolkuprofessuuri, minkä lisäksi hän työskentelee myös ryhmäpäällikkönä. Vapaa-aikaansa Helsingin Käpylässä asuva tutkija viettää kuntoliikunnan ja kirjojen parissa.

Tähänastisella tutkijanurallaan Korhonen pitää tärkeänä erityisesti kahta etappia. ”Akatemiatutkijuuden saaminen muutti paljon. Uskon sen vaikuttaneen siihen, että minut valittiin ryhmäpäälliköksi, minkä lisäksi tutkijuus voi olla meriitti tulevaa rahoitusta hakiessani. Myös Englantiin lähtö oli todella hyvä päätös”, tutkija lisää. ”Kannustan myös muita lähtemään ulkomaille. Oma ala ei aina löydy suorinta tietä. Opiskeluaikoina ehdin itsekin opiskella myös ympäristönsuojelutiedettä ja kehitysmaatutkimusta ennen kuin oma juttu löytyi”, Korhonen kertoo.

Tutkijan työstä Korhonen kertoo pitävänsä aina vain enemmän. ”Alussa tutkija joutuu varmasti välillä hakkaamaan päätä seinään, mutta kun pääsee pitemmälle ja saa omiakin jatko-opiskelijoita, työ muuttuu koko ajan mielekkäämmäksi.”  Nykyisten projektien jälkeinen tulevaisuus on vielä avoin. ”En ole suunnitellut sitä kovin pitkälle, vaikka toki ilmastonmuutosteeman parissa jatkankin. Haluan tehdä ajankohtaisia, mielenkiintoisia ja haastavia hommia. Mahdollisuudet voivat yllättää ja silloin tartun niihin.”

Vaikka Korhonen on pysytellyt pitkään ilmastonmuokkauksen teemoissa, hän korostaa, ettei halua leimautua vain yhden aiheen ihmiseksi. Eräänä haaveena olisi saada hankerahoitusta tutkimukseen, jossa tutkitaan pienhiukkasten vaikutusta ilmakehän dynamiikkaan. ”Se on nouseva ala, jossa haluan itsekin olla mukana. Muutokset pienhiukkasissa voivat muokata ilmastoa paikallisesti mutta myös kauaskantoisesti. Vaikutukset voivat ulottua myös painekenttiin ja tuuliin ja sitä kautta tuhansien kilometrien päähän”, Korhonen kertoo.

Julkisuudessa käytävää keskustelua ilmastomuutoksesta alan tutkija katsoo luonnontieteiden näkökulmasta. ”Juupas-eipäs-keskustelu on onneksi laantunut ja suuri yleisö näyttää hyväksyneen, että ilmaston lämpeneminen on tosiasia”, Korhonen sanoo. ”Silti aina välillä ihmetyttää, miksi todellisia päätöksiä on niin vaikea saada aikaiseksi.”

 

Teksti: Elina Salmu
Kuvat: Elina Salmu ja Pixmac

Viimeksi muokattu 1.4.2015

Tietysti.fi on Suomen Akatemian sivusto, joka kertoo yleistajuisesti Akatemian rahoittamasta tutkimuksesta sekä tieteestä ja tutkimuksesta yleensä. Sivuille kootaan muun muassa tutkijahaastatteluita, tieteen yleisötapahtumia, tiedeuutisia ja tutkimuksesta kertovia taustajuttuja.

Seuraa meitä:

Ota yhteyttä

Suomen Akatemian viestintä
terhi.loukiainen@aka.fi

Lisätietoja Suomen Akatemiasta www.aka.fi