Helsingin yliopisto

Selitys savusumulle löytymässä

Jaa

Pakkaspäivinä kaupunkien ylle levittäytyvän savusumun yhtenä syynä voi olla typpihapon vaikutus ilmakehän aerosolihiukkasiin.

Kuvituskuva suurkaupungin yllä leijuvasta saastepilvestä. Kuva: Helen Cawley
Kuvituskuva suurkaupungin yllä leijuvasta saastepilvestä. Kuva: Helen Cawley

Laboratorio-olosuhteissa Sveitsin CERNissä tutkijat tarkastelivat ilmakehän pienhiukkasten muodostumista ja löysivät uutta tietoa liikenteestä ja energiateollisuudesta peräisin olevien typen oksidien yhteydestä ilmastoon ja ilmanlaatuun. Kansainvälisessä tutkimusryhmässä on mukana tutkijoita Helsingin yliopistosta. Tulokset julkaistiin Nature ja Science Advances lehdissä.

Tulosten perusteella typpiyhdisteet voivat tilanteesta riippuen joko hidastaa tai nopeuttaa aerosolihiukkasten kasvua. Tämä tarkoittaa, ettei pelkkä rikkidioksidin vähentäminen riitä torjumaan suurkaupunkien savusumuongelmaa, vaan tarvitaan kokonaisymmärrys ilmakehän hiukkasmuodostusprosessista.

Aiemmin ei uskottu typpihapon vaikuttavan merkittävästi aerosolihiukkasten muodostumiseen tai alkuvaiheen kasvuun, vaikkakin nitraattiyhdisteitä esiintyy yleisesti isommissa hiukkasissa. Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kuitenkin osoitetaan, että kylmässä ilmastossa typpihappo voi huomattavasti edistää hiukkasten kasvua, ja alle -15 Celsius asteen lämpötiloissa jopa muodostaa hiukkasia yhdessä ammoniakin kanssa. Tämä on merkittävää, koska typpihappoa ja ammoniakkia on ilmakehässä jopa tuhat kertaa enemmän kuin rikkihappoa.

Tulos voisi selittää miksi hiukkasia muodostuu jopa erittäin saastuneissa suurkaupungeissa, vaikka perinteisen tiedon mukaan saasteiden pitäisi estää uusien hiukkasten muodostuminen ja kasvu. Samalla mekanismilla saattaa syntyä hiukkasia myös ylempänä ilmakehässä, jossa on aina kylmää ja typen oksideja syntyy salamoinnin vaikutuksesta.

Toisaalta typen oksidit vaikuttavat myös orgaanisten yhdisteiden hapetuskemiaan ilmakehässä. Helsingin Yliopiston tutkijoiden johtamassa tutkimuksessa havaittiin, että typen oksidien takia orgaanisten aineiden hapetustuotteista tulee helpommin haihtuvia. Tällöin hiukkasten kasvu hidastuu ja pienempi osa niistä selviää verrattuna tilanteeseen, jossa ilma on puhdasta. Alueilla, joissa hiukkasten kasvu tapahtuu pääosin orgaanisten yhdisteiden vaikutuksesta, esimerkiksi boreaalisella metsävyöhykkeellä, ilmiö voi vähentää pilviä muodostavien aerosolien määrää ja siten epäsuorasti lämmittää ilmastoa. Tutkimus julkaistiin Science Advances -lehdessä.

Molemmat tutkimukset perustuvat Euroopan Hiukkastutkimuskeskuksessa, CERNissä, tehtyihin laboratoriokokeisiin. CERNissa sijaitsevassa CLOUD-kammiossa on mahdollista tutkia aerosolihiukkasten muodostumista ja kasvua ennennäkemättömällä tarkkuudella. Suomesta CLOUD-kokeissa on mukana Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus INAR, Ilmatieteen laitos ja Itä-Suomen yliopisto.

Lisätietoa:

Tutkijatohtori Chao Yan, Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus ja Aerosol and Haze laboratory, Beijing University of Chemical Technology, chao.yan@helsinki.fi (englanniksi)

Apulaisprofessori Katrianne Lehtipalo, Ilmatieteen laitos ja Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus, katrianne.lehtipalo@helsinki.fi

Akateemikko Markku Kulmala, Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus, markku.kulmala@helsinki.fi

Julkaisut:

Wang, M., Kong, W., Marten, R., He X.-C., Chen, D. et al. Rapid growth of new atmospheric particles by nitric acid and ammonia condensation. Nature 581, 184–189 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2270-4

C. Yan, W. Nie, A. L. Vogel, L. Dada, K. Lehtipalo et al. Size-dependent influence of NOx on the growth rates of organic aerosol particles. Sci. Adv. 6, eaay4945 (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aay4945 https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaay4945

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Kuvituskuva suurkaupungin yllä leijuvasta saastepilvestä. Kuva: Helen Cawley
Kuvituskuva suurkaupungin yllä leijuvasta saastepilvestä. Kuva: Helen Cawley
Lataa
Mittaukset tehtiin CERNin Cloud-kammiossa. Kuva Hanna Manninen
Mittaukset tehtiin CERNin Cloud-kammiossa. Kuva Hanna Manninen
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Se on toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme