Tutkimus: Pohjoisen havumetsissä syntyvät hiukkaset vaikuttavat alailmakehän pilviin

Pohjoisen metsän hiukkaspäästöjä selvittäneen tutkimuksen perusteella havumetsät kykenevät lieventämään ilmastonmuutosta ja vaikuttamaan alueellisesti jopa koko mantereen ilmastoon. Aikaisempien tutkimusten perusteella tiedetään, että havumetsistä vapautuu kaasumaisia yhdisteitä, jotka muodostavat hiukkasia. Sekoittuessaan alailmakehän ylempiin osiin nämä aerosolihiukkaset pystyvät vaikuttamaan pilvien ominaisuuksiin (ja mm. heijastavat enemmän valoa). Sitä kautta ne voivat vaikuttaa koko ilmastojärjestelmään viilentäen ilmastoa.

Tuoreessa Helsingin yliopiston johtamassa kansainvälisessä tutkimuksessa, jossa oli mukana myös Ilmatieteen laitos ja Itä-Suomen yliopisto, selvitettiin uutta tietoa siitä, miten pilvien ominaisuudet, pilvipeite tai pilvien sisältämä vesimäärä muuttuvat, kun esimerkiksi havumetsien tuottamien hiukkasten pitoisuudet muuttuvat ajan ja paikan suhteen.

Suorien havaintojen perusteella kyettiin arvioimaan kuinka pohjoisen havumetsän kaasuyhdistepäästöt vaikuttavat ajan myötä hiukkasiin, pilvien fysikaalisiin ominaisuuksiin, hiukkasten ja pilvien vuorovaikutukseen sekä sateen ominaisuuksiin. Tutkimuksen havainnot rajattiin käsittämään vain Jäämereltä peräisin olevia ilmamassoja, jolloin puhdas meri-ilma on muuntunut mantereelliseksi ilmaksi mittausasemalle saapuessaan.

Alailmakehän hiukkasmäärissä huomattiin merkittävää nousu 1–3 vuorokauden kuluessa siitä, kun puhdas meri-ilma oli saapunut ja kulkeutunut havumetsävyöhykkeellä, Hiukkasmäärän nousu havaittiin olevan yhteneväinen havumetsistä peräisin olevien uusien hiukkasten määrän kanssa. Yhdessä maaperästä ja kasveista haihtuvan veden kanssa näiden hiukkasten havaittiin muuttavan alailmakehän pilvien heijastavuusominaisuuksia.  

Tulokset kertovat, että havumetsien kaasumaisten yhdisteiden päästöt sekä aerosolihiukkasten ja pilvien vuorovaikutus ovat toisistaan riippuvia prosesseja. Nämä prosessit tapahtuvat useiden päivien aikana mereltä havumetsävyöhykkeen yli liikkuvassa ilmamassassa ja ovat hyvin herkkiä muutoksille.

Tulokset viittaavat myös, että jo pienet muutokset metsien kaasumaisten yhdisteiden päästöissä ja aerosolihiukkaspitoisuuksissa, joko muuttuvan ilmaston tai ihmisen toiminnan johdosta, voivat merkittävästi muuttaa pilvien heijastuvuusominaisuuksia. 

Lisätietoja:

Professori Tuukka Petäjä, Helsingin yliopisto, Ilmakehätieteiden keskus (INAR) etunimi.sukunimi@helsinki.fi

Petäjä T., Tabakova K., Manninen A., Ezhova E., O’Connor E., Moisseev D., Sinclair V. A., Backman J., Levula J., Luoma K., Virkkula A., Paramonov M., Räty M., Äijälä M., Heikkinen L., Ehn M., Sipilä M., Yli-Juuti T., Virtanen A., Ritsche M., Hickmon N., Pulik G., Rosenfeld D., Worsnop D. R., Bäck J., and Kulmala M. Influence of biogenic emissions from boreal forests on aerosol–cloud interactions (2021) Nature Geoscience https://doi.org/10.1038/s41561-021-00876-0