Aerosolit – pienillä hiukkasilla suuri vaikutus

Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n viidennen arviointiraportin mukaan aerosolit ja niiden päästöt ja yhteisvaikutukset pilvien kanssa muodostavat edelleen suurimman epävarmuustekijän koskien arvioita maapallon energiatasapainosta. Aerosolien viilentävän vaikutuksen arvioidaan olevan todennäköisyydeltään luokkaa −0,6°C - +0,1 astetta.

Pienhiukkasten elinikä lyhyt

Ilmatieteen laitoksessa tutkitaan alailmakehässä olevia pienhiukkasia ja erityisesti niiden ilmastonmuutoksen kannalta tärkeitä ominaisuuksia. Toisin kuin kasvihuonekaasuilla, ilmakehän pienhiukkasilla on havaittu olevan ilmastoa viilentävä vaikutus. Pienhiukkasten ilmastollisesti tärkeimmät ominaisuudet ovat niiden lukumääräpitoisuus, koko ja kemiallinen koostumus. Pienhiukkasten elinikä ilmakehässä on tyypillisesti vain muutamia päiviä, mistä johtuen hiukkasten ominaisuuksilla ja vaikutuksilla on suuria paikallisia ja ajallisia vaihteluita.

Kaasujen ohella ilmakehässä, etenkin sen alaosissa, on vaihtelevia määriä nestemäisiä ja kiinteitä epäpuhtauksia eli aerosolihiukkasia. Pienen kokonsa vuoksi nämä hiukkaset ovat yksittäisinä hiukkasina liian pieniä silmin havaittaviksi, mutta suurina pitoisuuksina ne ovat aistittavissa esimerkiksi monissa suurkaupungeissa ajoittain esiintyvänä savusumuna.

Pienhiukkasia on ilmakehässä sekä luonnostaan että ihmisen toiminnan seurauksena, ja molemmat hiukkastyypit vaikuttavat ilmastoon. Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat maapallon säteilytasapainoon monin tavoin joko suoraan tai välivaiheiden kautta epäsuorasti. Käytännössä kaikki pienhiukkaset samentavat ilmakehää sirottamalla auringon säteilyä. Siroaminen vähentää maanpinnalle tulevan auringonsäteilyn määrää, koska osa sironneesta säteilystä päätyy takaisin avaruuteen ilman että se lämmittää maapalloa. Näin hiukkaset suoraan viilentävät maanpintaa.

Noki- ja pölyhiukkaset kiihdyttävät lumen sulamista

Ilmakehän noki- ja pölyhiukkaset taas imevät itseensä osan auringon säteilystä lämmittäen niitä ilmakerroksia, joissa kyseisiä hiukkasia on runsaasti. Hyvin suurina pitoisuuksina tällaiset hiukkaset voivat vaikuttaa ilman virtausliikkeisiin ja veden kiertokulkuun. Lumen tai jään pinnalle laskeutuneet nokihiukkaset imevät tehokkaasti auringon säteilyä ja kiihdyttävät lumen sulamista edistäen siten ilmaston lämpenemistä varsinkin pohjoisilla leveysasteilla. Kaiken kaikkiaan pienhiukkasten vaikutus ilmastoon on kuitenkin jäähdyttävä eli niiden tuottama kokonaissäteilypakote on negatiivinen.

Pienhiukkasten epäsuorat vaikutukset välittyvät erityisesti pilvien kautta. Pilvien synty ilmakehässä perustuu aerosolihiukkasten olemassaoloon, sillä jokainen pilvessä oleva vesipisara vaatii muodostuakseen hiukkasmaisen tiivistymisytimen. Pilvet heijastavat auringonvaloa takaisin avaruuteen ja tällä tavoin kumota kasvihuonekaasuista johtuvaa globaalia ilmaston lämpenemistä.

Pienhiukkasten ja pilvien vuorovaikutus on kuitenkin erittäin vaikeaa kuvata ilmastomalleissa luotettavasti, mistä syystä pienhiukkasten ilmastovaikutuksiin liittyy vielä suurta epävarmuutta.

Katso säteilypakotteen infografiikka Ilmasto-oppaasta

Lisätietoja:

Veli-Matti Kerminen, professori, Helsingin yliopisto, yksi osaraportin kirjoittajistapuh. 050 342 7380, veli-matti.kerminen@helsinki.fi