Oulun yliopisto

Uusi tieto mikropisaroiden pintajännityksestä voi tarkentaa ilmastomalleja

Jaa

Uudessa tutkimuksessa on osoitettu ensimmäistä kertaa, miten pinta-aktiiviset aineet vaikuttavat pilvien muodostumiseen. Tulokset mahdollistavat ilmiön tarkemman kuvaamisen sää- ja ilmastomalleissa. Juuri epävarmuudet pilvipisaroiden syntymekanismeista tuottavat niihin suurimmat epävarmuudet.

Pilviä Hailuodon yllä. Kuva: Mikko Törmänen
Pilviä Hailuodon yllä. Kuva: Mikko Törmänen

Ilmakehän pienhiukkaset jäähdyttävät ilmastoa sirottamalla auringon säteilyä, mikä osaltaan hillitsee kasvihuonekaasujen lämmittävää vaikutusta. Pienhiukkaset voivat myös toimia pilvien tiivistymisytiminä, jolloin niiden lukumäärä ja koostumus vaikuttavat muodostuvien pilvien heijastavuuteen. Tämän jäähdyttävän vaikutuksen suuruus on toistaiseksi ollut suurin yksittäinen epävarmuustekijä ilmastomalleissa.

Tärkein pilvipisaran muodostumiseen vaikuttava tekijä on pisaran pintajännitys, joka malleissa oletetaan yleensä puhtaan veden pintajännitykseksi. Kuitenkin tiedetään, että ilmakehän pienhiukkaset sisältävät pinta-aktiivisia aineita, jotka alentavat muodostuvan pisaran pintajännitystä saippuan tavoin.

Oulun yliopiston ATMOS-tutkimusryhmän ja Bristolin yliopiston kemian laitoksen tekemässä tutkimuksessa mitattiin ensimmäistä kertaa mikrometrikokoisten, pinta-aktiivisia aineita sisältävien pisaroiden pintajännitystä. Tulokset osoittavat, että tällaisten pisaroiden pintajännitys on merkittävästi alhaisempi kuin puhtaan veden. Pisaroiden pintajännitys ei kuitenkaan ole niin matala kuin pinta-aktiivisten aineiden kokonaispitoisuudesta voisi päätellä, vaan sen tarkka arvo riippuu koostumuksen lisäksi pisaran koosta.

Pienten pisaroiden pintajännitys riippuu voimakkaasti pinta-aktiivisten molekyylien jakautumisesta pisaran pinnan ja sisuksen välillä. Teoreettisesti tämä ilmiö ennustettiin jo 1990-luvulla, mutta sen merkityksestä on ollut erilaisia arvioita ilmakehätutkijoidenkin parissa.

Ilmiön kuvaamiseksi ATMOS-ryhmässä on kehitetty mallinnusmenetelmä, jonka avulla on myös voitu arvioida sen merkitystä maapallon säteilytasapainolle. Tässä uudessa tutkimuksessa saatiin ensimmäinen suora kokeellinen varmistus tälle mallille laboratoriomittauksista. Massatasapainoon perustuvat jakaumalaskut pisaroitten koostumukselle ja pintajännitykselle vastasivat hyvin kahden sulautuvan pisaran holografista kuvantamista hyödyntäviä laboratoriomittauksia. Tarkkailemalla syntyvän pisaran värähtelyjä mittauksista pystyttiin määrittämään pisaran pintajännitys. Samaa mallia voidaan käyttää kuvaamaan myös pilvipisaroiden muodostumista ilmakehässä, mikä tulee tarkentamaan tulevia ilmastoennusteita.

Tutkimus The surface tension of surfactant-containing, finite volume droplets julkaistaan arvostetussa tieteellisessä sarjassa Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) tällä viikolla (DOI 10.1073/pnas.1915660117).

Tutkimus on osa apulaisprofessori Nønne Prislen Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) rahoittamaa SURFACE – the unexplored world of aerosol surfaces and their impacts -hanketta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Yliopisto-opettaja Jussi Malila, Oulun yliopisto, ATMOS-tutkimusryhmä, puh. 29 448 1344, sähköposti: Jussi.Malila@oulu.fi

Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 040 7161 387, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi

Kuvat

Pilviä Hailuodon yllä. Kuva: Mikko Törmänen
Pilviä Hailuodon yllä. Kuva: Mikko Törmänen
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000https://www.oulu.fi/fi

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 Oulun yliopisto

Väitös: Kotitalouksille tarjottavat tuet avainasemassa uusiutuvan energian käytön lisäämisessä16.6.2021 13:45:00 EEST | Tiedote

Aurinko- ja tuulivoiman odotetaan olevan keskeisessä roolissa tulevaisuuden hiilineutraalissa, uusiutuviin energialähteisiin perustuvassa sähköntuotannossa. Säästä riippuvan tuotannon lisääminen ei ole kuitenkaan ongelmatonta sähkömarkkinoille, joilla kysynnän ja tarjonnan vaihtelu on yleensä hyvin säännönmukaista ja ennustettavaa. Avainasemassa ovat kotitalouksille tarjottavat tukimuodot.

Pohjoisen kaupungit näyttävät palautuvan koronapandemiasta hyvin14.6.2021 09:58:00 EEST | Tiedote

Koronapandemia on ollut ennen kaikkea terveyskriisi, mutta sen vaikutukset ovat heijastuneet laajasti myös yhteiskunnan muille osa-alueille. Pohjoisen Suomen, Ruotsin ja Norjan kaupungit näyttävät palautuvan pandemiasta hyvin osittain siksi, että julkinen sektori on niissä kansallista tasoa suurempi työllistäjä. Yksityisen sektorin työpaikat ovat osoittautuneet turvattomammiksi kriisin aikana.

Uusi tutkimus vahvistaa Levänluhdan olleen pääasiassa naisten ja lasten kalmisto10.6.2021 08:30:00 EEST | Tiedote

Oulun yliopiston ja Helsingin yliopiston arkeologit vahvistivat uusin menetelmin, että Levänluhtaan haudatut aikuiset olivat pääasiassa naisia. Aiemmat tulkinnat levänluhtalaisten erityisestä pienikokoisuudesta naisten kohdalla voitiin kumota. Etelä-Pohjanmaalla sijaitseva Levänluhta on yksi tunnetuimmista esihistoriallisista kalmistoista Suomessa. Ajanjaksolla noin 350–800 jaa. haudattiin vähintään sadan ihmisen ruumiit pieneen lampeen.

Suomi ja Japani sopivat 6G-teknologiayhteistyöstä8.6.2021 11:57:26 EEST | Tiedote

Oulun yliopiston koordinoima 6G Flagship -tutkimusohjelma ja Japanin sisä- ja viestintäministeriön Beyond 5G -konsortio ovat tänään allekirjoittaneet keskinäistä 6G-teknologiayhteistyötä koskevan asiakirjan. Yhteistyösopimus (MoU - memorandum of understanding) julkaistiin japanilaisen talousmedia The Nikkein ja Japanin sisä- ja viestintäministeriön järjestämän Global Digital Summitin yhteydessä Tokiossa.

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