Ilmakehän säteily

Ryhmä tutkii auringonsäteilyn kulkua ja vuorovaikutusta pienhiukkasten kanssa ilmakehässä käyttäen apuna maanpinta- ja satelliittimittauksia sekä säteilynkuljetusmalleja. Keskeiset toiminta-alueet ovat:

  • auringon säteilyn mittaaminen
  • pienhiukkasten kaukokartoitus maan pinnalta sekä satelliiteista
  • pienhiukkasten vaikutus ilmastoon ja ilmakehän säteilynkulkuun mittaus- ja mallitietoa yhdistämällä
  • maanpinnan UV-säteilyn mittaaminen
  • globaalin UV-säteilyn ennuste- ja monitorointijärjestelmän kehitystyö

Aerosolit ja auringon säteily

Tutkimme ilmakehän hiukkasten ominaisuuksia ja niiden vaikutusta säteilynkulkuun osana kansainvälisiä AERONET, GAW-PFR ja SolRad-Net -mittausverkostoja. Mittaamalla ilmakehän läpi kulkenutta auringon valoa voidaan säteilynkulkumalleja apuna käyttäen saada tietoa pienhiukkasten pitoisuudesta ja ominaisuuksista. Aerosolin optisen paksuuden (AOD) maanpintamittauksia tehdään viidellä paikkakunnalla Suomessa sekä kansainvälisenä yhteistyönä Etelämantereella. Tuloksia käytetään tutkittaessa aerosolin ajallisia ja paikallisia vaihteluita sekä alueellista kulkeutumista. Lisäksi dataa hyödynnetään kaukokartoitussovelluksissa mm. ilmakehäkorjauksessa sekä satelliittihavaintojen validoinnissa.

Yhteistyötä muiden tutkimusryhmien kesken tehdään liittyen mm. AOD:n, in-situ ja lidarmittausten välisiin vertailuihin. Aerosolien ominaisuuksien määritystä sekä operationaalisesti että tutkimuskäyttöön tehdään käyttäen hyväksi Euroopan avaruusjärjestön (ESA) AATSR-instrumenttia (Advanced Along-Track Scanning Radiometer) ja yhdysvaltalaisen NASA:n MODIS-satelliitti-instrumenttia. Näiden määritysten tarkoituksena on tuottaa tietoa muun muassa ilmaston mallitussovelluksille. Lisäksi saadaan tietoa tyypillisistä alueellisista aerosolioloista. Määritysmenetelmien kehitystä tehdään AATSR-, MERIS- (MEdium-spectral Resolution Imaging Spectrometer) ja tulevan TROPOMI- (TROPospheric Ozone Monitoring Instrument) instrumenttien käyttämiseksi tuotettaessa tietoa aerosolien optisista ominaisuuksista.

Karttakuva metsäpaloista ja niiden tuottamista savuista Suomen ja Venäjän yllä 8.8.2010

Massiivinen savupeite havaittiin Kuopiossa 8.8.2010 useilla eri mittalaitteilla (oikealla NASA:n MODIS-satelliitti –instrumentin näkemänä, NASA Giovanni). Savu oli peräisin Venäjän metsäpaloista (punainen väri vasemmalla), joista se levisi tuulten mukana Suomeen (HYSPLIT –ilmamassa-analyysi).

UV-säteily

UV-säteilytutkimus perustuu WMO:n ohjeistuksen mukaisesti tehtäviin mittauksiin. Ilmatieteen laitos monitoroi UV-säteilyä kuudella paikkakunnalla Suomessa ja kansainvälisenä tutkimusyhteistyönä Marambion asemalla Etelämantereella. Ryhmä ylläpitää Euroopan UV-säteilytietokantaa, jonne tallennetaan UV-säteilytietoa yli 30 eurooppalaiselta paikkakunnalta. Mittaustietoa ja säteilynkuljetusmalleja käyttäen ryhmässä tutkitaan maanpinnan UV-säteilyn ajallisia ja paikallisia vaihteluita sekä UV-säteilyyn vaikuttavia tekijöitä. Ryhmä osallistuu globaalin UV-säteilyn ennuste- ja monitorointijärjestelmän kehitystyöhön. NASA:n EOS Aura satelliitissa oleva OMI-instrumentti mittaa maasta ja ilmakehästä heijastunutta auringon valoa, joka sisältää tietoa ilmakehän tilasta. Tätä tietoa hyödyntämällä saadaan säteilynkulkumallinnuksen keinoin arvio UV-säteilyn voimakkuudesta maan pinnalla. Ryhmä on mukana H2020 AURORA -projektissa tehtävänään kehittää satelliittipohjainen UV-algoritmi, joka hyödyntää Sentinel-ohjelman satelliittien mittauksia.Ilmatieteen laitoksen WWW-sivuilla toimiva UV-indeksipalvelu (UVI-palvelu) tukeutuu ryhmän tutkimustoimintaan. Poikkitieteelliseesti suuntautuneessa tutkimuksessa selvitellään UV-säteilyn vaikutuksia materiaaleihin, ihmisten terveyteen ja eliökuntaan.

Henkilöt:

Ryhmämme tutkijat työskentelevät Kuopiossa, Helsingissä ja Rovaniemellä.

Antti Arola, FT, dos., tutkimusprofessori, ryhmäpäällikkö (aerosolien kaukokartoitus, ilmakehän säteily) puh. 029 539 2129
gsm 050 307 2131

Veijo Aaltonen, FM, tutkija (aerosolien in-situ mittaukset)

Seethala Chellappan, FT, erikoistutkija (aerosolien ja pilvien kaukokartoitus, ilmakehän säteily)

Anu Heikkilä, FT, erikoistutkija (UV-säteily)

Pekka Kolmonen, FT,  erikoistutkija (aerosolien kaukokartoitus)

Antti Kukkurainen, fil. yo., tutkimusharjoittelija (aerosolien kaukokartoitus)

Kaisa Lakkala, FT, erikoistutkija (UV-säteily)

Gerrit de Leeuw, FT, professori (aerosolien kaukokartoitus)

Antti Lipponen, FT, erikoistutkija (aerosolien kaukokartoitus, tilastolliset ja laskennalliset inversio-ongelmat)

Mikko Pitkänen, FM tutkija (aerosolien kaukokartoitus)

Edith Rodriguez, FT, erikoistutkija, (aerosolien kaukokartoitus ja in-situ mittaukset)

Neus Sabater Medina, FM, tutkija

Giulia Saponaro, FM, tutkija (aerosolien kaukokartoitus)

Larisa Sogacheva, FT, dos., erikoistutkija (aerosolien kaukokartoitus)

Timo Virtanen, FT, erikoistutkija (aerosolien kaukokartoitus)

William Wandji, FT, erikoistutkija (aerosolien kaukokartoitus, ilmakehän säteily)

Lisätietoa

Ryhmäpäällikkö

Antti Arola, tutkimusprofessori
antti.arola@fmi.fi
puh. 029539 2129
gsm 050 307 2131