Suomalaisten ilmakehätutkijoiden uusimmat tulokset Scienceen tällä viikolla - Löydöt selventävät ilmakehän hiukkasten syntytapaa

Kansainvälinen tutkijaryhmä on onnistunut osoittamaan ensimmäistä kertaa, että tietyt eloperäiset, haihtumattomat yhdisteet muodostavat pieniä molekyyliryhmiä rikkihapon kanssa. Näitä ryhmiä sanotaan klustereiksi. Ne ovat kooltaan muutaman nanometrin eli metrin miljardisosan luokkaa, mutta ne voivat kasvaa suuremmiksi. Silloin niistä voi tulla tiivistymisydin pilville.  

Havainto edistää ilmakehän fysiikan ja –kemian perustutkimusta. Lisäksi sitä voidaan soveltaa ilmastonmuutoksen ennakointiin ja ilmanlaadun tarkkailuun.

Havainnon tehneen tutkijaryhmän suomalaisjoukkoa johtaa fyysikko Mikko Sipilä Helsingin yliopistosta. Aiheesta ilmestyy artikkeli tällä viikolla kansainvälisesti arvostetussa, vertaisarvioidussa Science-lehdessä.

”Nykytiedon mukaan jopa puolet pilvipisaroista syntyy ilmakehässä muodostuneiden eli sekundääristen hiukkasten ympärille. Hiukkasten syntymekanismeja ei kuitenkaan vielä tunneta tarkasti, joten myös esimerkiksi ilmastomallit ovat olleet niiden osalta puutteellisia”, kertoo Sipilä.

Sipilän tulos on suoraa jatkoa vain pari kuukautta aiemmin Naturessa julkaistulle suomalaisten ilmakehätutkijoiden löydölle. Yliopistonlehtori Mikael Ehnin johdolla havaittiin joukko haihtumattomia yhdisteitä, joiden reagoimista rikkihapon kanssa Sipilä tutkii.

Sekä Sipilä että Ehn työskentelevät akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtamassa ilmakehätieteiden osastossa. Kulmala ennusti jo 1997, että eloperäiset, hyvin hitaasti haihtuvat yhdisteet selittäisivät aerosolien syntyä.

Sipilän ryhmä on tehnyt osan työstään Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa CERNissä. Hanke on nimeltään CLOUD-projekti, ja helsinkiläistutkijat ovat kunnostautuneet erityisesti suunnittelemalla ja rakentamalla uusia laitteita CLOUDin tarpeisiin. Erityisillä koejärjestelyillä fyysikot onnistuivat selvittämään myös sen, millä tavoin kosmisen säteilyn aiheuttama ionisaatio vaikuttaa ilmakehän hiukkasten muodostumiseen. Tapahtumaketjua kosmisen säteilyn ja aerosolin syntymisen välillä ei aiemmin tunnettu.

Ionisaatio tarkoittaa hiukkasen sähköisen varauksen muuttumista, kun elektroni irtoaa atomista esimerkiksi korkeaenergisen säteilyn vuoksi.

Jatkotutkimuksen Sipilä kumppaneineen tekee Helsingin yliopiston SMEAR II –havaintoasemalla. Siellä kokeillaan, toistuvatko laboratorio-olosuhteissa aikaansaadut ilmiöt luonnossa. Tämä vaihe tutkimuksesta kestää toukokuun loppuun asti.

SMEAR-lyhenne tulee sanoista Station for Measuring Ecosystem and Atmospheric Relations. Suomalaisten ilmakehätutkijoiden perustamilla SMEAR-asemilla on mitattu maaperän, kasvillisuuden ja ilmakehän välisiä aine- ja energiavirtoja yhtäjaksoisesti vuodesta 1996. Näin pitkän aikavälin data on maailmalla ainoalaatuista, ja sitä käytetään hyväksi useissa kansainvälisissä ilmastotutkimuksissa.

Lisätietoja

FT, Suomen Akatemian tutkijatohtori Mikko Sipilä 0407093103, mikko.sipila@helsinki.fi

FT, tutkija Katrianne Lehtipalo, katrianne.lehtipalo@helsinki.fi

tai tutkimusavustaja Mai Allo, 050 319 9584 mai.allo@helsinki.fi

www.atm.helsinki.fi (Ilmakehätieteet Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella)