Väitös: Pienhiukkasten avulla mahdollista viilentää ilmastoa merkittävästi

Ilmaston lämpenemistä olisi mahdollista hidastaa tai jopa hetkellisesti pysäyttää kasvattamalla ilmakehän pienhiukkaspitoisuutta, osoittaa FM Anton Laakson tuore väitöskirjatutkimus. Menetelmät eivät kuitenkaan ole vaihtoehto kasvihuonekaasuihin kohdistuville päästövähennyksille.

Ilmatieteen laitoksen tutkijan Anton Laakson väitöskirjassa tarkasteltiin ilmakehän pienhiukkasten kykyä viilentää ilmastoa, sekä niiden aiheuttamia seurauksia globaalien ilmastomallien avulla. Tutkimuksessa tarkasteltiin ns. ilmastonmuokkausmenetelmiä, joilla pyritään tarkoituksellisesti viilentämään ilmastoa kasvattamalla ilmakehän hiukkaspitoisuutta keinotekoisesti. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin nykyisten hiukkaspäästöjen viilennysvaikutuksia. "Erittäin tehokkaaksi tavaksi viilentää ilmastoa osoittautuivat yläilmakehään kuljetetut pienhiukkaset. Menetelmällä jäljitellään suuria tulivuorenpurkauksia, jotka vapauttavat auringonvaloa heijastavia hiukkasia jopa vuosiksi yläilmakehään viilentämään ilmastoa." Laakso kertoo. Alailmakehään syötetyt hiukkaset taas vaikuttaisivat tehokkaasti ilmastoon pilvien kautta. Hiukkaset kasvattavat pilvien pilvipisaroiden lukumäärää ja tekevät pilvistä valkoisempia jolloin ne heijastavat tehokkaammin auringonvaloa takaisin avaruuteen.

Väitöskirjatyö osoitti, että myös nykyiset liikenteen ja teollisuuden aiheuttamat hiukkaspäästöt viilentävät ilmastoa. Niiden vaikutus maapallon lämpötilaan on silti selvästi pienempi kuin mitä nykyiset kasvihuonekaasupäästöt lämmittävät. Kuitenkin esimerkiksi kansainvälinen lento- ja laivaliikenne voitaisiin valjastaa ilmakehän lämpötilan säätelyyn kasvattamalla polttoaineiden rikkipitoisuuksia. Näin voitaisiin merkittävästi lisätä yläilmakehän hiukkaspitoisuutta tai pilvien heijastavuutta avomerellä. Polttoaineiden rikkipitoisuutta olisi kuitenkin kasvatettava kansainvälisten sopimusten asettamien rajojen yli. Lisäksi viilennys kohdistuisi pääosin pohjoiselle pallonpuoliskolle, jonne nykyinen kansainvälinen liikenne keskittyy huomattavasti eteläistä pallonpuoliskoa enemmän.

Ilmastonmuokkauksesta ei apua loputtomasti

Tutkimuksen tulokset paljastivat myös sen, että edes lupaavimmat ilmastonmuokkausmenetelmät eivät pysty viilentämään ilmastoa, jos kasvihuonekaasupäästöjen kasvua ei saada hillittyä. Tämä käy ilmi tutkimuksesta, jossa tarkasteltiin tulivuorenpurkauksen ilmastovaikutuksia silloin, kun yläilmakehän hiukkaspitoisuutta on lisätty ilmastonmuokkaustarkoituksessa. Tällöin tulivuorenpurkauksesta seurannut viilennys oli huomattavasti heikompi kuin mitä se normaalissa olosuhteissa olisi ollut. Tulivuoresta vapautunut rikkidioksidi yhdessä ilmastonmuokkausta varten syötetyn rikkidioksidin kanssa johtaa kooltaan suhteellisesti suurempiin hiukkasiin verrattuna purkaukseen nykyisissä olosuhteissa. Suurten hiukkasten kyky heijastaa auringonvaloa on heikompi ja elinaika ilmakehässä lyhyempi kuin pienempien hiukkasten.

Käytännössä seuraukset olisivat samanlaisia tilanteessa, jossa yläilmakehän hiukkaspitoisuutta kasvatetaan ilmastonmuokkaustarkoituksessa. Jos kasvihuonekaasupäästöt edelleen kasvavat, sen aiheuttaman lämpenemisen kumoaminen ilmastonmuokkauksella vaatisi yhä suurempien hiukkasmäärien syöttämisen ilmakehään. Tämä johtaisi suhteellisesti yhä suurempiin hiukkasiin, joiden viilennysvaikutus olisi pienempi ja ilmastonmuokkauksen suhteellinen teho heikkenisi. "Ilmastonmuokkauksella ei siis edes teoriassa pystytä kumoamaan kasvaneiden hiilidioksidipäästöjen aiheuttamaa ilmaston lämpenemistä, jos kasvihuonekaasupäästöt kasvavat edelleen nykyisellä nopeudella myös tulevaisuudessa." Laakso toteaa. Lisäksi ilmastonmuokkauksella ei pystytä täysin kumoamaan kaikkia ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun aiheuttamia seurauksia, kuten esimerkiksi sateisuuden muutoksia. "Ilmastonmuutosta vastaan on taisteltava vähentämällä kasvihuonekaasupäästöjä ja ilmastonmuokkauksesta olisi parhaimmillaankin vain väliaikainen apu olosuhteissa, jotka vaativat äärimmäisiä toimenpiteitä." Laakso kertoo.

Väitöstilaisuus 9.4 Kuopiossa

Ilmatieteen laitoksen tutkijan, FM Anton Laakson väitöskirja Modelling radiative and climate effects of aerosols: from Anthropogenic emissions to geoengineering tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Ilona Riipinen Tukholman yliopistosta ja kustoksena tutkimusprofessori Hannele Korhonen Ilmatieteen laitokselta.

Anton Laakso on syntynyt vuonna 1985 Lohjalla ja kirjoittanut ylioppilaaksi Kuopion klassillisesta lukiosta 2004. Laakso on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon teoreettisesta fysiikasta Jyväskylän yliopistosta vuonna 2010. Siitä lähtien hän on toiminut ilmastotutkijana Ilmatieteenlaitoksen Itä-Suomen ilmatieteellisessä tutkimuskeskuksessa. Syksyllä hän siirtyy vuodeksi jatkamaan tutkimustaan Minnesotan Yliopistoon Yhdysvaltoihin.

Anton Laakson väitöstilaisuus järjestetään 9.4.2016 kello 12 Kuopion kampuksella (sali SN201, Snellmania).