Tiedotearkisto: 2010

Väitös tuo uutta tietoa ultraviolettisäteilyn mittauksista maapallon napa-alueilla

8.12.2010 8:54

Ilmatieteen laitoksen tutkija Kaisa Lakkala väittelee 10.12. Väitöstyö parantaa napa-alueiden läheisyydessä tehtäviä uv-säteilyn mittauksia.

Kuva: Eija Vallinheimo

Kuva: Eija Vallinheimo

Työssä on kehitetty prosessointiketju, jossa tuotetaan tieteelliseen tutkimuskäyttöön soveltuvaa UV-mittausaineistoa. Väitös mahdollistaa Euroopan arktisten alueiden ja Etelämantereen alueen UV-mittausten keskinäisen vertailun.

Tieteelliseen tutkimuskäyttöön soveltuvat UV-mittaukset

Väitöstyössä on kehitetty Ilmatieteen laitoksen spektroradiometreillä mitatuille UV-mittauksille prosessointiketju, jossa tuotetaan tieteelliseen tutkimuskäyttöön soveltuvaa UV-mittausaineistoa. Ketju sisältää laadunvalvonta- ja laadunvarmistusmenetelmiä, jotka voidaan ottaa käyttöön muillekin UV-säteilyä mittaaville radiometreille. Uutta on mm. pilvisyyden vaihtelut huomioiva korjausmenetelmä, jolla on korjattu matalista auringon korkeuskulmista aiheutuva virhe mittaustuloksissa. Uusia menetelmiä on myös kehitetty lämpötilariippuvuudesta ja mittauskyvyn muutoksista aiheutuvien virheiden korjaamiseen pitkistä aikasarjoista. Mittausten laatua on arvioitu osallistumalla säännöllisesti kansainvälisiin vertailukampanjoihin.

Etelämantereen alueen UV-mittausten laadunvarmennus

Väitöksen yhtenä osana on ollut osallistuminen Etelämantereen alueella sijaitsevan UV-säteilyä mittaavan mittausverkoston suunnitteluun ja toteuttamiseen. Mittausverkoston on perustanut espanjalainen Instituto Nacional de Meteorogía (INM) espanjalais-argentiinalais-suomalaisena yhteistyönä vuosina 1999–2000. Tässä työssä on kehitetty mittausverkostolle soveltuvat laadunvalvonta- ja laadunvarmistusmenetelmät, jotka voidaan ottaa käyttöön muissakin vastaavissa mittausverkostoissa. Menetelmät perustuvat kaksi kertaa kuukaudessa tehtäviin lamppumittauksiin ja kiertävällä vertailumittarilla tehtäviin auringon UV-säteilyn mittauksiin. Kehitettyjen menetelmien avulla voidaan korjata laitteiden mittauskyvyn muutoksista aiheutuvat virheet, sekä saattaa verkoston eri mittausasemien mittaustulokset vertailukelpoisiksi keskenään. Väitöstyö osoitti, että Euroopan arktisten alueiden ja Etelämantereen alueen UV-mittauksia on mahdollista vertailla keskenään.

Auringon UV-säteily haitallista ekosysteemeille

Auringon säteilystä noin 8 prosenttia on ultraviolettisäteilyä (UV-säteily), jonka lyhyet aallonpituudet ovat haitallisia maapallon ekosysteemeille. Ilmakehän yläkerroksissa sijaitsevat otsonimolekyylit suojaavat kuitenkin maapalloa UV-säteilyn haitallisimmilta aallonpituuksilta. Ilmakehässä noin 15–30 kilometrin korkeudella sijaitsevassa stratosfäärin otsonikerroksessa on havaittu 1980-luvulta lähtien otsonin kausittaista vähenemistä erityisesti napa-alueiden läheisyydessä. Voimakkainta otsonin väheneminen on ollut etelänavan ympäristössä eteläisen pallonpuoliskon kevätaikaan.

Suojaavan otsonikerroksen oheneminen herätti huolen maapallon pinnalle saapuvan UV-säteilyn mahdollisesta lisääntymisestä, ja järjestelmällinen UV-säteilyn mittaus aloitettiin monin paikoin 1980-luvun loppupuolella. Suomessa Ilmatieteen laitos aloitti spektrisen UV-säteilyn mittaukset Sodankylän mittausasemalla vuonna 1990. Mittausaikasarja on yksi Euroopan pisimmistä ja edustaa arktisen otsonikadon alueella tehtyjä UV-mittauksia. Korkeilla leveysasteilla tehtävät UV-mittaukset ovat haastavia runsaan ja vaihtelevan pilvisyyden, matalien auringon korkeuskulmien, kylmien lämpötilojen ja talvisten jäätämis- ja lumiolosuhteiden vuoksi. Korkealaatuiset tieteelliseen käyttöön soveltuvat UV-mittaukset vaativat järjestelmällisiä laadunvalvonta- ja laadunvarmistusmenetelmiä.

FL Kaisa Lakkala on syntynyt vuonna 1973 Pariisissa, Ranskassa. Hän on kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1992 Mikkelin Kalevankankaan lukiosta. Lakkala työskentelee Ilmatieteen laitoksella Rovaniemellä. Hän väittelee 10.12.2010 kello 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "High-quality polar UV measurements - scientific analyses and transfer of the irradiance scale" (UV-mittaukset napa-alueilla: tieteellinen analyysi ja irradianssiskaalan siirto). Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Physicum, auditorio D101, Gustaf Hällströmin katu 2. Vastaväittäjänä on professori Mario Blumthaler, Innsbruck Medical University, Itävalta, ja kustoksena on professori Hannu Savijärvi.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Finnish Meteorological Institute Contributions.

Lisätiedot:

Kaisa Lakkala, puh. 040 747 6792, kaisa.lakkala@fmi.fi