Tiedotearkisto: 2010

Väitös tuo lisätietoa hiukkasten muodostumisesta ilmakehässä

22.6.2010 9:00

Kuva: Mika Kalakoski

Ilmatieteen laitoksen tutkija Eija Asmi väittelee Helsingin yliopistossa 29. kesäkuuta. Väitöskirjassa on tarkasteltu kaasu-hiukkasmuuntuman kautta ilmakehään syntyvien hiukkasten syntymekanismeja. Sekundääristä hiukkasmuodostusta havaittiin kaikissa mittauspaikoissa, mutta varautuneiden hiukkasten eli ionien vaikutus hiukkasten muodostumiseen oli tutkimuksen mukaan pienehkö.

Väitöskirjassa keskitytään sekundääristen, kaasu-hiukkasmuuntuman kautta ilmakehään syntyvien hiukkasten syntymekanismeihin. Samalla on tutkittu varautuneiden hiukkasten eli ionien vaikutusta hiukkasten muodostumiseen. Väitöskirjaa varten tehtiin mittauksia Etelämantereella, Trans-Siperian junamatkalla Venäjällä, 12 eri paikassa Euroopassa sekä myös sisäilmassa. Kaikissa mittauspaikoissa havaittiin sekundääristä hiukkasmuodostusta. Mittausten perusteella laskettiin mm. hiukkasten muodostumis- ja kasvunopeuksia.

Hiukkasten muodostumisen tuntemus auttaa ilmastomalleja
Saatuja tuloksia hyödynnetään hiukkasten syntymekanismien ja kasvun tutkimisessa. Havaintojen mukaan ionit voivat osallistua hiukkasmuodostuksen alkuvaiheisiin, mutta ionien merkitys prosessille on alailmakehässä pienehkö. Tulokset tukevat myös aiempia tutkimuksia orgaanisten höyryjen osallistumisesta hiukkasten kasvuun. Uutta tietoa saatiin myös hiukkasten ja ionien ominaisuuksista ennestään vähemmän tutkituilta alueilta Etelämantereelta ja Siperiasta.

Väitöskirjatutkimuksen tulokset auttavat ymmärtämään hiukkasmuodostusta globaalina ilmiönä ja toimivat tärkeänä vertailutietona ilmastomalleille. Ilmassa leijuvia pieniä, halkaisijaltaan nanometreistä mikrometreihin olevia hiukkasia kutsutaan aerosolihiukkasiksi. Hiukkasten pitoisuus, koostumus ja koko vaihtelevat ympäristöittäin. Aerosolihiukkaset vaikuttavat globaaliin ilmastoon viilentävästi; ne sirottavat auringon säteilyä takaisin avaruuteen ja toimivat pilvipisaroiden tiivistymisytiminä, vaikuttaen siten pilvien heijastavuuteen ja elinikään.

Aerosolihiukkasten lähteitä ovat esimerkiksi teollisuus, aavikon pöly, merien pärskeet, ja kasvillisuus. Hiukkasia syntyy myös sekundäärisesti ilmakehässä olevista kaasuista, kaasumolekyylien muodostaessa ryppäitä ja kasvaessa yhä useampien molekyylien tiivistyessä ryppäiden pinnalle. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että tätä sekundääristä hiukkasmuodostusta tapahtuu laajalti ympäri maapalloa ja hyvinkin erilaisissa olosuhteissa. Koska sekundäärisesti muodostuneet hiukkaset ovat pieniä, vain muutaman molekyylin kokoisia, on niiden tutkiminen erityisen haastavaa. Hiukkasmuodostuksen täsmälliset mekanismit, sekä merkittävimmät hiukkasia muodostavat ja kasvattavat kaasut ovat yhä osin epäselviä. Ilmakehässä jatkuvasti läsnä olevat pienet varautuneet hiukkaset, ionit, voisivat olla merkittävä osatekijä hiukkasmuodostuksessa.

Tutkija Eija Asmi on syntynyt vuonna 1980 Siilinjärvellä. Hän on kirjoittanut ylioppilaaksi Mäkelänrinteen lukiosta vuonna 1999. Eija Asmi väittelee Helsingin yliopistossa 29.6.2010 klo 12 Physicumin salissa E204, osoitteessa Gustaf Hällströmin katu 2, Helsinki. Vastaväittäjänä on professori Jorma Keskinen Tampereen teknillisestä yliopistosta. Väitöksen englanninkielinen otsikko on Experimental studies on new particle formation and ions.

Lisätiedot:
Tutkija Eija Asmi, puh. 050 390 6638, eija.asmi@fmi.fi

Ilmatieteen laitoksen tiedotteet ovat saatavilla myös RSS-syötteenä osoitteesta http://ilmatieteenlaitos.fi/tiedotteet/rss.