Pienempien nukleaatiohiukkasten muodostumisnopeutta arvioitiin isompien avulla

Itä-Suomen yliopiston, Ilmatieteen laitoksen ja Helsingin yliopiston yhteistutkimuksessa määritettiin 3 nm (nanometrin eli millimetrin miljoonasosan) kokoisten hiukkasten muodostumisnopeus isompien, 7 nm kokoisten hiukkasten muodostumisnopeuden ja hiukkasten kasvunopeuksien avulla.

Arviot tehtiin Kuopion Puijon tornin huipulla sijaitsevalla SMEAR* IV -mittausasemalla kahdeksan vuoden (2007–2015) aikana mitatuille hiukkasille. Keskimääräinen 7 nm hiukkasten muodostumisnopeus oli 0.44 cm-3s-1 ja arvioitu 3 nm hiukkasten muodostumisnopeus 0.61 cm-3s-1. Tämä tarkoittaa, että yhteen kuutiosenttimetriin (sokeripalan kokoinen tilavuus) ilmaa muodostui yksi hiukkanen noin joka toinen sekunti.

Jos sitä ei voida mitata, lasketaan se!

Laskennassa käytettiin menetelmää, jossa pienempien hiukkasten muodostumisnopeus määritetään isompien hiukkasten muodostumisnopeudesta käyttämällä hiukkasten keskimääräistä kasvunopeutta ja ottamalla huomioon hiukkasten yhteenliittyminen. Ennen soveltamista Puijon mittauksiin laskentamenetelmän toimivuus varmistettiin Juupajoen Hyytiälässä sijaitsevalla SMEAR II -mittausasemalla, jossa laskennallisesti arvioitua 3 nm hiukkasten muodostumisnopeutta voidaan suoraan verrata mitattuihin muodostumisnopeuksiin.

Pienempien hiukkasten muodostumisnopeuden arviointi laskennallisesti on erittäin haasteellista johtuen kasvunopeuksien vaihtelusta – sekä ajallisesti että eri hiukkaskokojen välillä. Menetelmällä on kuitenkin valtava potentiaali tutkittaessa hiukkasmuodostusta eri puolilla maailmaa, koska kaikkialla ei ole mittalaitteita, jotka kykenevät mittaamaan aivan pienimpiä hiukkasia.

* SMEAR = Station for Measuring Ecosystem–Atmosphere Relations

Lisätietoja:

Erikoistutkija Ari Leskinen, Ilmatieteen laitos, puh. 050 522 9148, ari.leskinen@fmi.fi

Professori Kari Lehtinen, Itä-Suomen yliopisto, puh. 040 8677 844, kari.lehtinen@uef.fi