Ilmastomallit kuvaavat puutteellisesti kasviperäisten pienhiukkasten vaikutusta ilmastoon

Ihmisten aiheuttamat pienhiukkaspäästöt vähenevät tulevaisuudessa ilmanlaatutoimien ansiosta. Sen seurauksena luonnollisten pienhiukkaslähteiden merkitys kasvaa. Yksi tällainen luonnollinen lähde on kasvien vapauttamat kaasumaiset yhdisteet, jotka voivat muodostaa pienhiukkasia ilmakehässä. Ilmastonmuutos aiheuttaa korkeampia lämpötiloja, jotka saavat kasvit tuottamaan enemmän kaasumaisia yhdisteitä, ja siten lisäämään hiukkasten määrää ilmakehässä. Näin syntyneet hiukkaset voivat myös kasvattaa pilvipisaroiden tiivistymisytimien määrää, ja siten hidastaa ilmaston lämpenemistä vaikuttamalla pilvien ominaisuuksiin. 

“Kasvillisuuden yhteys pilvien ominaisuuksiin on melko monimutkainen ja sen voimakkuudesta ei ole vielä lopullista varmuutta”, kertoo Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Tero Mielonen.  

Sen vuoksi tässä tutkimuksessa verrattiin ilmastomallien tuloksia havaintoihin kahdella mittausasemalla. Toinen asemista sijaitsee sademetsässä Amazonilla ja toinen havumetsien keskellä Hyytiälässä. Näillä asemilla tehtyjen monipuolisten ja monivuotisten havaintojen avulla oli mahdollista arvioida mallien kykyä kuvata kasvillisuuden tuottamia kaasumaisia päästöjä, hiukkasten muodostumista näistä päästöistä, sekä syntyneiden hiukkasten vaikutusta pilvien ominaisuuksiin. 

Mallien väliset erot johtuvat eroista pienhiukkasten kuvauksessa  

Kun verrattiin miten eri mekanismit vaikuttavat pienhiukkasten ominaisuuksiin, huomattiin suuria eroja mallien välillä. Eri osaprosessien arviointi osoitti, että eri malleilla oli haasteita eri kohdissa vaikutusketjua. Osaprosessien vertailu on erittäin hyödyllistä mallien kehittämisen kannalta, sillä se paljastaa missä kohtaa milläkin mallilla on eniten kehitettävää. 

Tutkimus osoitti, että mallien väliset erot johtuvat pitkälti eroista pienhiukkasten ominaisuuksien kuvauksessa, ja että mallit vastasivat paremmin havaintoja havumetsävyöhykkeellä kuin sademetsässä.

“Alueiden välistä eroa selittää ainakin osittain se, että havumetsävyöhykkeeltä on runsaammin havaintoja saatavilla ja niitä on hyödynnetty enemmän mallien kehitystyössä. Tämän vuoksi olisikin tärkeää saada pitkäkestoisia havaintosarjoja eri puolilta maailmaa”, Tero Mielonen kiteyttää.

Ilmatieteen laitos osallistui tutkimukseen tuottamalla tutkimusaineistoja ilmastomallilla sekä analysoimalla tuloksia. Ilmatieteen laitoksen työtä rahoittivat Suomen Akatemia ja Euroopan unioni.

Lisätietoja:

Ryhmäpäällikkö Tero Mielonen, Ilmatieteen laitos, p. 050 401 8738, tero.mielonen@fmi.fi    Tutkimusprofessori Harri Kokkola, Ilmatieteen laitos, p. 029 539 2148, harri.kokkola@fmi.fi  

Tieteellinen julkaisu on saatavilla Nature Communications -tiedelehdessä.

Viite: Blichner, S.M., Yli-Juuti, T., Mielonen, T. et al. Process-evaluation of forest aerosol-cloud-climate feedback shows clear evidence from observations and large uncertainty in models. Nat Commun 15, 969 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45001-y