Pallastunturilla tehdään kansainvälistä ilmakehän huippututkimusta
Pallaksen mittausasemalla tehdään kansainvälistä huippututkimusta. Kuva: Timo LindholmPallaksen tutkimusasema sijaitsee Pallas-Yllästunturin kansallispuistossa Lapissa, noin 170 kilometriä napapiirin pohjoispuolella. Tunturialueella tehtävistä mittauksista voidaan muun muassa nähdä, miten tavoitteet vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja hillitä ilmastonmuutosta toteutuvat. Pallas onkin yksi tärkeimmistä ilmaston ja ekosysteemien tutkimusasemista pohjoisessa Euroopassa. Asemalta saatu tieto on kansainvälisesti ainutlaatuista mitattavien suureiden määrän ja aseman sijainnin vuoksi.
”Vastaavia asemia on harvassa arktisella alueella. Mittaaminen täällä on erityisen tärkeää, sillä pohjoisen alueen tiedetään lämpenevän jopa neljä kertaa nopeammin kuin muun maapallon”, kertoo Ilmakehän koostumuksen tutkimusyksikön päällikkö Antti Hyvärinen.
Ilmatieteen laitoksella on pitkä historia ilmanlaadun mittaamisessa ja sään havainnoinnissa Pallaksen alueella. Ensin Pallasjärven tuntumaan pystytettiin vuonna 1935 ensimmäinen sääasema, ja niitä on sittemmin tullut alueelle lisää. Laitoksen toiminta laajeni vuonna 1991, kun ilmakehän mittaukset aloitettiin Sammaltunturilla. Tämän jälkeen tutkimusaseman toiminta on kehittynyt entisestään, ja tällä hetkellä se kuuluu muun muassa arvostettuihin kansainvälisiin ICOS- , GAW- ja ACTRIS-tutkimusverkostoihin.
Pitkät aikasarjat tuovat tietoa
Pallaksen tutkimusaseman lippulaiva on Sammaltunturin huipulla sijaitseva mittausasema, jossa tutkitaan ilmakehää ja ilmastonmuutosta. Asemaa perustaneiden kertoman mukaan tunturin laella oli aluksi Ylen mökki ja masto. Ilmatieteen laitos päätti jäädä sinne Ylen lähdettyä. Alueella oli myös Metsähallitus luontevana työskentelykumppanina.
Metsähallituksen kanssa rakennettiin 1991 uusi, vain ilmakehämittauksille omistettu asema, ja viisi vuotta myöhemmin alettiin mitata myös kasvihuonekaasuja. ”Jälkiviisaana voi sanoa, että hyvä, että näin kävi, sillä nyt täältä on olemassa Suomen pitkäaikaisinta tarkkaa ilmapitoisuusmittausta”, apulaisprofessori Annalea Lohila iloitsee.
Ilmastotutkimus vaatii pitkäjännitteisyyttä.
Ilmastotutkimus vaatii pitkäjännitteisyyttä, sillä tuloksissa pitkät aikasarjat ovat arvokkaita. ”Jos esimerkiksi metsien tai soiden hiilinieluja mitataan viisi vuotta, ei voi vielä sanoa välttämättä trendistä mitään”, selittää Lohila. Mittaustulosten vaihtelu eri vuosina voi olla suurta jo riippuen siitä, onko vaikkapa kuiva vai märkä kesä.
Pitkät aikasarjat ovat pääomaa, jota ei voida viedä pois. ”Nyt kun Pallaksella on kerätty parin kymmenen vuoden ajalta dataa, voidaan alkaa arvioida laajemmin, mitä tapahtuu pitkällä aikavälillä ja miksi. Kerätyn tiedon arvo vain kasvaa, kun sitä tulee joka vuosi lisää”, Lohila jatkaa.
Tutkimusta suolla, järvessä, metsässä ja ilmassa
Mittausta tehdään tunturin laen lisäksi eri maastoissa. Pallaksella alettiin mitata hiilidioksidin vaihtoa, kun Kenttärovalle kuusimetsän ylle rakennettiin 2000-luvun alkupuolella vuomittaustorni. Tutkimukset laajenivat pian myös suolle, ja mittauksia alettiin tehdä myöhemmin myös järvellä, johon valuma-alueen vedet laskevat.
Suolla tutkitaan niiden metaanipäästöä ja Pallaksella onkin yksi maailman pitkäaikaisimpia suon metaanimittauksista. Kerätty aineisto on jo arvokasta itsessään, mutta mittaustuloksista tehdään myös malleja, joiden avulla voidaan ennustaa ilmastonmuutoksen vaikutuksia tulevaisuudessa.
Aluetta tarkastellaan kokonaisuutena: "Pallas on yksi harvoista tutkimuspaikoista, missä on pienellä alueella kokonaisvaltainen ymmärrys eri ympäristöistä. Täällä voidaan tutkia yhtä aikaa, mitä jonkin kaasun suhteen tapahtuu järvessä, metsässä tai suolla”, kertoo kasvihuonekaasujen ja hiilenkierron tutkimiseen keskittynyt Annalea Lohila.
”Pallas on yksi harvoista tutkimuspaikoista, missä on pienellä alueella kokonaisvaltainen ymmärrys eri ympäristöistä."
Ympäristöntutkimusta alueella tehdään läheisessä yhteistyössä Luonnonvarakeskuksen (Luke), Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ja Geologian tutkimuskeskuksen (GTA) Luken, SYKEn ja GTK:n sekä Oulun yliopiston kanssa. Myös ulkomaisia yhteistyökumppaneita on mukana useissa projekteissa.
”Kumppanuudet ovat todella tärkeitä. Yhdessä tekeminen ja useiden näkökulmien ja osaamisen yhdistäminen moninkertaistaa datan arvon”, Lohila painottaa poikkitieteellisen yhteistyön merkitystä.
Mittaus vaatii sekä koneita että ihmisiä
Tavallisena päivänä tutkimusasemalla on usein hiljaista, vain koneet ruksuttavat. Mittaukset ovatkin Ilmatieteen laitoksen osalta pitkälti automatisoituja. Säännöllisiä viikoittaisia rutiineja kuten näytteidenottoja hoitaa tehtävään palkattu Metsähallituksen työntekijä. Hän tulee myös apuun, jos jokin mittareista simahtaa. Mittalaitteita riittääkin, sillä Pallas on arktisella vyöhykkeellä yksi täydellisemmin varustelluista asemista muun muassa ilmakehän mittaukseen.
Kaikkea eivät koneet kuitenkaan tee. Kesäisin suon pitkospuilta voi löytää tutkimusharjoittelijoita laskemassa käsin esimerkiksi karpalon lehtien määrää ja kehittymistä alueella.
Pitkäaikaismittauksien lisäksi asemalla on erilaisia lyhytkestoisempia projekteja, joissa voidaan tutkia esimerkiksi neljä vuotta yhtä aiheitta. Kesällä 2022 tutkijat kiertävät kumiveneillä Pallaksen alueen tunturijärvillä ja puroilla mittaamassa vesistöjen päästöjä. Myös suon ennallistamisen ilmasto- ja vesistövaikutuksia aletaan Pallaksella tutkia kesästä 2022 eteenpäin.
Ikkuna ilmastonmuutoksen vaikutuksiin
Pallas on ikkuna ilmastonmuutoksen vaikutuksiin pohjoisessa. Tunturialueella voidaan jo mittausten ja tutkimuksen tuloksena havaita, miten ilmastonmuutos vaikuttaa eri tavoin eri vuodenaikoihin. ”Jokainen vuodenaika ei välttämättä lämpene yhtä paljon. On jo nähty, kuinka talvet ovat lämmenneet huomattavasti, mutta kesät eivät juurikaan”, Lohila kertoo.
Erityisen kiinnostuksen kohteena on ollut myös syksy: ”Kun syksy lämpenee, se ei välttämättä lisääkään hiilensidontaa vaan sen hävikkiä, koska maa pysyy sulana ja turvetta ja humusta syövät pöpöt jylläävät maassa”, selittää Lohila.
Hiilennieluja ja lähteitä koko maan ja jopa maanosien tasolla määritetään myös inversio- eli käänteismatematiikalla, joka on Suomessa Ilmatieteen laitoksen erikoisosaamista. Ilmakehän inversiolaskennan avulla voidaan päätellä mitatuista pitoisuuksista ja niiden vaihtelusta, mistä päästöt tulevat.
Globaalista näkökulmasta Pallas sijaitsee suhteellisen lähellä Jäämerta. Ilmakehän koostumusta mitatessa voidaankin saada tietoa myös Siperiasta ja Jäämereltä, joiden suunnalla tutkimusasemia on vähän. Erityisen kiinnostavaa on, mitä Jäämerellä tapahtuu, kun merijää vähenee.
Vaikutukset näkyvät myös Suomessa. Vuonna 2017 Pallaksella koettiin poikkeuksellinen lumimyräkkä. Neljä vuotta myöhemmin Oulun yliopiston tutkimusryhmä selvitti myrskyn syyn hyödyntämällä Sammaltunturin mittaustuloksia: ilmastonmuutos oli lämmittänyt pohjoista Jäämerta niin paljon, että merelle syntynyt sula avoin alue aiheutti lopulta sateen.
Maailman puhtainta ilmaa
Kasvihuonekaasujen lisäksi Sammaltunturin laella tutkitaan pienhiukkasia eli aerosoleja ja pilviä. Tutkimusasema tunturin laella on aerosoleihin, hivenkaasuihin ja pilviin keskittyvän ACTRIS-tutkimusverkoston ylpeys. Aerosolit ovatkin yksi suurimmista epävarmuustekijöistä ilmastonmuutoslaskelmissa.
”Ei tarkkaan tiedetä, miten pienhiukkaset tulevat vaikuttamaan ilmastoon”, kertoo aerosoleja tutkiva Antti Hyvärinen. Yksi syy tähän piilee aerosolien ja pilvien vuorovaikutusten tuntemisessa.
Sammaltunturi sopii myös pilvien tutkimiseen erityisen hyvin, sillä alhaalla olevat pilvet pyyhkivät tunturin ylitse. Syksyn ja talven ajan laki onkin 25–40 % ajasta pilven sisällä. Pilvien tutkimus on täynnä uutta ja tuntematonta, sillä arktisista pilvistä tiedetään vielä vähän.
Sammaltunturilla on yksi Euroopan pisimmistä aikasarjoista myös pilvien ominaisuuksien mittaamisessa. Tätä tietoa tarvitaan ilmastontutkimukseen. ”Ilmastolaskuissa on vielä suuri epävarmuuden lähde, miten pilvi syntyy ja kauanko se pysyy hengissä. Tällä on merkitystä ilmastotutkimuksessa, sillä pilvi vaikuttaa ilmakehän säteilyominaisuuksiin”, Hyvärinen kertoo.
Pallaksella hengitetään virallisesti maailman puhtainta ilmaa.
Hiukkaset vaikuttavat myös ilmalaatuun. Mittausten mukaan Pallaksella hengitetään virallisesti maailman puhtainta ilmaa. Samaa ilmaa lähetetään myös näytepulloissa ympäri maailman eri laboratorioihin vertailtavaksi.
Tulevaisuudessa Pallaksella on tarkoitus kehittää ja ylläpitää mittauksia, sillä pitkällä aikavälillä kerätty tieto ovat ainoa tapa havaita muutoksia ilmakehän ja ekosysteemien tutkimuksessa. Antti Hyvärisen mukaan tutkimus Pallaksella ei lakkaa kiehtomasta: ”Täällä tehdään jatkuvasti tehdään löydöksiä. Ikinä ei tiedä, mitä kulman takana voi olla.”
Tutustu Pallaksen tutkimusasemaan oheisella videolla
Teksti Anna-Kaisa Sitomaniemi