Tornin ylimmässä kerroksessa sijaitseva mittausasema on etenkin syksyisin usein pilvien peitossa, joten siellä voidaan tutkia hiukkasten vaikutusta pilvien ominaisuuksiin.
– Nämä tiedot ovat tärkeitä ilmastonmuutostutkimukselle, sillä ymmärrys hiukkasten ja pilvien välisestä vuorovaikutuksesta on vielä puutteellinen, toteaa maisteri Harri Portin väitöstiedotteessaan.
Portin selvitti väitöstutkimuksessaan eri lähteistä Puijolle saapuneiden pienhiukkasten ominaisuuksia. Tulosten perusteella on mahdollista erotella toisistaan esimerkiksi pohjoisesta puhtaan ilman mukana saapuneet hiukkaset, etelästä saastuneemman ilman mukana kulkeutuneet hiukkaset sekä paikallisten päästölähteiden hiukkaset.
Myös kesällä 2010 Venäjältä kulkeutuneet metsäpalosavuhiukkaset erottuivat selkeästi. Puhtaiden ilmamassojen hiukkaspitoisuudet olivat alhaisimpia. Metsäpalosavuhiukkaset ja etelästä saapuneet hiukkaset sitä vastoin olivat runsaslukuisempia ja keskimäärin suurempia.
Paikallisista hiukkaslähteistä erottuivat erityisesti teollisuus ja energiantuotanto. Portin havaitsi niiden tuottavan suuria, hiiltä ja rikkiyhdisteitä sisältäviä hiukkasia, kun taas muualta tulleet hiukkaset koostuivat pääosin orgaanisista yhdisteistä.
Hän havaitsi, että hiukkasten lukumäärä vaikuttaa pilvien ominaisuuksiin verrattaessa puhtaan ja likaisen ilman pilviä.
– Korkeampi hiukkaspitoisuus tuotti enemmän pilvipisaroita ja siten tiheämpiä pilviä. Myös paikallisten lähteiden päästöillä todettiin vastaava vaikutus, Portin kertoo.
Hän sai myös viitteitä hiukkasten kemiallisen koostumuksen vaikutuksesta. Ihmistoiminnan tuloksena syntyneet epäorgaaniset hiukkaset olivat hieman herkempiä muodostamaan pilvipisaroita verrattuna orgaanisista yhdisteistä koostuviin hiukkasiin.
Pienhiukkaset vaikuttavat merkittävästi ilmastoon
Portinin mukaan pienhiukkasia on hengitysilmassa yllättävän paljon. Yhdessä kuutiosenttimetrissä ilmaa voi olla tuhansia hiukkasia, kooltaan yleensä muutamista nanometreistä muutamaan mikrometriin.
Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat myös ilmastoon monin tavoin.
– Ne heijastavat auringon säteilyä takaisin avaruuteen, millä on ilmastoa viilentävä vaikutus. Joidenkin hiukkasten tiedetään imevän säteilyä ja siten lämmittävän ympäröivää ilmakehää. Esimerkkinä tästä ovat metsäpaloissa muodostuvat hiiltä sisältävät hiukkaset, Portin kertoo.
Pienhiukkaset ovat myös välttämättömiä pilvien muodostumiselle, sillä vesihöyry tarvitsee ytimen, mihin tiivistyä. Portinin mukaan hiukkasten ja pilvien vuorovaikutuksiin liittyvät suurimmat ilmastonmuutoksen ennustamisen epävarmuudet.
– Ilmakehän hiukkaspitoisuudet ovat kohonneet ihmisten toiminnan vuoksi. Tällöin myös pilvipisaroita muodostuu enemmän mutta ne jäävät kooltaan pienemmiksi. Pilvet ovat aiempaa tiheämpiä ja heijastavat enemmän auringon säteilyä. Lisäksi pienhiukkasilla on todettu olevan vaikutusta sademääriin.
FM Harri Portinin väitöskirja Observations of aerosols, clouds and their interactions at Puijo measurement station tarkastetaan perjantaina 28. helmikuuta Itä-Suomen yliopistossa.