Suomen Akatemia

Arktiset pilvet lisäävät arktisten alueiden sulamista

Jaa

Arktiset pilvet lämmittävät arktisten alueiden ilmastoa ja samaan aikaan arktisten alueiden jää- ja lumipeite vähenee. ”Maailmanlaajuisena keskiarvona pilvillä on ilmastoa jäähdyttävä vaikutus, mutta erityisesti vettä sisältävät arktiset pilvet estävät voimakkaammin infrapunasäteilyn karkaamista maan pinnalta kuin heijastavat auringon säteilyä avaruuteen. Näin pilvet vaikuttavat merkittävästi arktisten alueiden sulamiseen”, kertoo professori Hanna Vehkamäki Helsingin yliopistosta. Hän puhui Tieteen päivillä.

Jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena. Kuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen.
Jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena. Kuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen.

Vehkamäki tutkii Suomen Akatemian rahoittamassa Arktisen akatemiaohjelman hankkeessa arktisten pilvien muodostumista ja jäänukleaatiota: mitkä hiukkastyypit ovat merkittäviä jään synnylle ja siten arktisten pilvien ominaisuuksille, ja miten hiukkasten pitoisuuden muuttuvat arktisen ilmaston muuttuessa. Tutkimuksen tavoitteena on luoda mahdollisimman tarkka kuvaus arktisten pilvien muodostumisesta ja ominaisuuksista ilmastomalleja varten.

Arktisen ilmakehän hiukkasten pitoisuudet ja hiukkasten tehokkuus jääkiteiden muodostumisessa tunnetaan huonosti. ”Ilmastomallit vaativat tarkkaa kuvausta myös pilvien olomuodosta. Jääkiteet ja vesipisarat tarvitsevat tiivistymisytimen muodostuakseen, joten lämpötilan ohella aerosolihiukkasten ominaisuudet määräävät pilvien olomuodon, pilvipeitteen määrän ja säteilyominaisuudet”, sanoo Vehkamäki. 

Vielä ei tunneta sitä, miten jää molekyylitasolla syntyy hiukkasten pinnoilla. ”On arveltu, että keskeistä on hiukkasen pinnan kiderakenne. Mikäli rakenne on hyvin samanlainen kuin jäällä, pinta järjestää vesimolekyylejä jään muodostumisen kannalta suotuisasti. Tämä on havaittu molekyylisimulaatioissa todeksi yksinkertaisilla malliaineilla ja pilvien keinotekoisessa kylvämisessä, kuten Pekingin olympialaisissa 2008 käytetyillä hopeajodidihiukkasilla.”

Selitys ei kuitenkaan toimi kaikille hyviksi jääytimiksi havaitulle aineille. Kokeiden mukaan erilaiset maasälpää sisältävät mineraalipölyt ovat merkittävin jäätä ilmakehässä muodostava hiukkastyyppi, mutta niiden pintarakenne ei muistuta kovin läheisesti jään rakennetta. ”Simulaatioiden mukaan puhdas maasälpäkide ei toimi käytännössä lainkaan jääytimenä. Tuoreissa kokeissa on havaittu, että jääkiteen synty ei ala tasaisilta pinnoilta vaan salaisuus on pinnan mikroskooppisessa epätäydellisyydessä, pinnan molekyylikokoluokan koloissa ja porrasrakenteissa”, Vehkamäki kertoo. Lumetuksessa käytettyjen Snomax-jääytimienkin proteiinien tehokkuutta selittää pelkkää jään kaltaista rakennetta monimutkaisempi mekanismi.

Vehkamäen johtamassa nelivuotisessa projektissa Jääkidepilvet ja jäänukleaatio arktisella alueella (ICINA) etsitään kokeiden ja simulaatioiden yhteistyöllä läpimurtoa jään synnyn ymmärtämiseksi. ”Ongelman ratkaisu vaatii uusien menetelmien kehitystä ja luovaa yhdistelemistä, koska hiukkasen pinnan ja sen päälle syntyvän jään muodostama kokonaisuus on aivan liian suuri mallinnettavaksi tarkimmilla kvanttimekaanisilla menetelmillä, mutta ratkaisu piilee pienissä yksityiskohdissa, joita ei voi kuvata karkeammilla malleilla.”

Kun hyvän jäänmuodostuksen salaisuutta ymmärretään paremmin, saadaan tarkempia sääennusteita ja tiedetään, miten muutokset kasvillisuudessa sekä meren ja maaperän hiukkasten tuotannossa muuttavat pilvien jäätymistodennäköisyyttä. ”Ilmastonmuutos tuottaa lisää hiukkasia arktiseen ilmakehään, mikä lisää jääkiteiden syntyä, mutta toisaalta sitä seuraava lämpötilan nousu heikentää sitä. Se, lisääntyvätkö vai vähenevätkö jääpilvet ilmaston muuttuessa, riippuu pienen pienistä yksityiskohdista.”

Lisätietoja antaa professori Hanna Vehkamäki, Helsingin yliopisto,
hanna.vehkamäki@helsinki.fi, p. (0)40 560 8807


Suomen Akatemian viestintä
Joonas Aitonurmi
p. 0 295 33 5153
joonas.aitonurmi@aka.fi

Jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena. Kuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen. 

Kuvat

Jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena. Kuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen.
Jääkidepilven synty Puijon hyppyrimäen lumetuksen tuottamisen jäätymisytimien seurauksena. Kuva: NASA Worldview/Ilmatieteen laitos/Antti Lipponen.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Suomen Akatemia
Suomen Akatemia
Hakaniemenranta 6, PL 131
00531 HELSINKI

029 533 5000http://www.aka.fi/fi

Suomen Akatemia rahoittaa korkealaatuista tieteellistä tutkimusta, toimii tieteen ja tiedepolitiikan asiantuntijana sekä vahvistaa tieteen ja tutkimustyön asemaa yhteiskunnassa. Pyrimme toiminnassamme siihen, että suomalainen tutkimus uusiutuu, monipuolistuu ja kansainvälistyy. Luomme edellytyksiä tutkijankoulutukselle ja tutkijanuralle, kansainvälistymiselle ja tutkimustulosten hyödyntämiselle. Katamme kaikki tieteen ja tutkimuksen alat. Vuonna 2020 rahoitamme tutkimusta 413 miljoonalla eurolla. Akatemia toimii opetus- ja kulttuuriministeriön hallinnonalalla.

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 Suomen Akatemia

Laatu, vaikuttavuus ja tieteen uudistuminen Suomen Akatemian jakaman rahoituksen kulmakivinä24.6.2020 10:29:11 EESTTiedote

Suomen Akatemia rahoitti syyskuun 2019 haussa 219 akatemiahanketta, joihin osallistuu yhteensä 263 osahanketta. Lisäksi rahoitusta myönnettiin 67 akatemiatutkijan, 107 tutkijatohtorin ja 12 kliinisen tutkijan tehtävään. Yhteensä tutkimuksen toimikunnat myönsivät rahoitusta 173,6 miljoonaa euroa laajasti eri tieteenaloille. Rahoituksen saaneista naisia oli 42 prosenttia.

Vetenskaplig kvalitet, genomslag och förnyelse hörnstenar i Finlands Akademis finansieringsbeslut24.6.2020 10:29:11 EESTTiedote

Finlands Akademis septemberutlysningen 2019 ledde till finansieringsbeslut för 219 akademiprojekt som omfattar totalt 263 delprojekt. Dessutom beviljade Akademin finansiering för 67 anställningar som akademiforskare, 107 anställningar som forskardoktor och 12 anställningar som klinisk forskare. Forskningsrådens finansiering riktades brett mot olika ämnesområden och uppgick sammantaget till 173,6 miljoner euro. Andelen kvinnor bland finansieringsmottagarna var 42 procent.

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