Ilmakehän kyky puhdistaa ilman epäpuhtauksia on vahvistunut

Kansainvälinen tutkijaryhmä analysoi 1980-luvulta alkaen Uudesta-Seelannista ja Etelämantereelta kerättyjä ilmanäytteitä. Uuden-Seelannin kansallisen vesi- ja ilmakehätutkimuslaitoksen (NIWA) tutkijoiden johtamaan ryhmään kuului tutkijoita Suomesta, Saksasta ja Yhdysvalloista.

Tutkimus paljastaa, että ilmakehän kyky puhdistaa itseään on vahvistunut eteläisellä pallonpuoliskolla noin vuodesta 1997 lähtien. Tämä viittaa siihen, että metaanin osuus ilmaston lämpenemisestä on ehkä ainakin osittain kompensoitunut ja olisi ollut dramaattisempi, jos ilmakehän kyky puhdistaa itseään ei olisi vahvistunut. Tulokset osoittavat myös, että metaanipäästöt saattavat olla suuremmat kuin aiemmin on dokumentoitu.

Tutkimuksessa tarkastellaan ilmakehän itsepuhdistuskykyä, jota edistää hydroksyyliradikaali (OH). Se on erittäin reaktiivinen kemikaali, joka muodostuu ilmakehässä päiväsaikaan, kun auringon ultraviolettisäteily (UVI) vuorovaikuttaa otsonin kanssa ja vesihöyryä on läsnä. Vaikka OH-radikaalin elinikä on vain noin sekunti, sillä on ratkaiseva merkitys troposfäärin, ilmakehän alimman kerroksen, puhdistamisessa haitallisista kaasuista. OH voi poistaa jopa 90 prosenttia ilmassa olevasta metaanista.

Lyhyen eliniän ja pienten pitoisuuksien vuoksi OH:ta on vaikea mitattava. Perinteisillä menetelmillä ja malleilla hydroksyylin runsauden ennustamiseksi on saatu ristiriitaisia arvioita.

Uudessa tutkimuksessa käytetään radiohiilimonoksidia (14CO) OH:n merkkiaineena. Koska OH poistaa tehokkaasti hiilimonoksidia, hiilimonoksidin väheneminen osoittaa hydroksyylin hapetuskyvyn vahvistumista.

”Edistyminen ilmakehän radiohiilituotantoa koskevan mallin kehittämisessä oli erittäin tärkeää tämän tutkimuksen kannalta. Tuore CRAC-mallimme (Cosmic Ray Atmospheric Cascade) pystyy simuloimaan radiohiilen tuotantoa erittäin tarkasti, mikä mahdollistaa ilmakehän OH:n muutosten luotettavan tunnistamisen”, kertoo professori Ilya Usoskin Oulun yliopistosta.

Tulokset olivat yllättäviä, sillä ne paljastivat 14CO-tason erittäin merkittävän laskun vuodesta 1997 lähtien: noin 12 prosenttia vuodessa Uudessa-Seelannissa ja jopa 43 prosenttia (± 24 prosenttia) Antarktiksen keskikesällä. Tutkimustulokset viittaavat siihen, että ilmakehän hapetuskyky, jonka veturina on hydroksyyli, on vahvistunut viime vuosikymmeninä.

"Ilmakehän lisääntyvää itsepuhdistumiskykyä koskevat havainnot ovat innostavia, mutta ne havaittiin eteläisellä pallonpuoliskolla, joten on haastavaa heijastaa tuloksia koko maapallolle. Olisi erittäin tärkeää tehdä vastaavia mittauksia Suomessa ja koko pohjoisella pallonpuoliskolla, joka on saastuneempi”, toteaa Usoskin.

Tutkijat ovat myös tunnistaneet keskeiset tekijät, jotka aiheuttavat muutoksia ilmakehän hydroksyylipitoisuuksissa: typen oksidit, joita syntyy pääasiassa moottoriajoneuvoista, teollisuuden polttotoiminnasta, salamaniskuista ja maastopaloista, lisäävät osaltaan hydroksyylia; stratosfäärin otsonikato ja vesihöyryn lisääntyminen, joihin molempiin vaikuttaa ilmaston lämpeneminen, lisäävät myös hydroksyylia, kun taas metaanipäästöt vähentävät sitä.

Tutkimusartikkeli Radiocarbon monoxide indicates increasing atmospheric oxidizing capacity julkaistiin tammikuussa tiedelehti Nature Communicationsissa.