 |
|
|
|
Ilmastonmuutos | Miksi ilmasto muuttuu | Pienhiukkaset - Pienhiukkasten vaikutus ilmastoon
Pienhiukkasten vaikutus ilmastoon
Ilmastonmuutoksen kannalta tärkeimpiä pienhiukkasia ovat sulfaattiaerosolit ja hiilipohjaiset aerosolit. Sulfaattihiukkasia muodostuu, kun rikkipitoisia aineita poltettaessa syntyvä rikkidioksidi reagoi ilmakehässä muodostaen rikkihappoa. Rikkihappo reagoi edelleen esimerkiksi kaasumaisen ammoniakin ja ilman vesihöyryn kanssa muodostaen nestemäisiä tai kiinteitä hiukkasia. Rikkiä on runsaasti mm. kivihiilessä ja raskaassa polttoöljyssä. Hiiltä sisältäviä hiukkasia taas syntyy kaikissa polttoprosesseissa sekä eräiden orgaanisten yhdisteiden reagoidessa ilmakehässä.
Suorat vaikutukset
Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat maapallon säteilytasapainoon monin tavoin. Käytännössä kaikki pienhiukkaset samentavat ilmakehää sirottamalla auringon säteilyä, mikä vähentää maanpinnalle tulevan auringonsäteilyn määrää. Näin hiukkaset paikallisesti viilentävät maanpintaa. Ilmakehän noki- ja pölyhiukkaset 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, siten edistäen ilmaston lämpenemistä lähinnä pohjoisilla leveysasteilla. Kaikkiaan pienhiukkasten vaikutus ilmastoon on kuitenkin jäähdyttävä.
Epäsuorat vaikutukset
Pilvien synty ilmakehässä perustuu aerosolihiukkasten olemassaoloon, sillä jokainen pilvessä oleva pisara vaatii muodostuakseen hiukkasmaisen tiivistymisytimen. Parhaita pilvipisaroiden tiivistymisytimiä ovat sulfaatteja tai vesiliukoisia orgaanisia yhdisteitä sisältävät hiukkaset sekä merisuolahiukkaset. Pienhiukkasten toimiminen pilvipisaroiden tiivistymisytiminä saa aikaan sen, että pilvipisaroiden lukumäärä on sitä suurempi, mitä enemmän ilmassa on pienhiukkasia. Koska ilmassa on kuitenkin vain rajallinen määrä vesihöyryä tilavuusyksikköä kohden, jäävät pisarat sitä pienemmiksi, mitä enemmän niitä on. Pilvipisaroiden runsaudella saastuneen ilman pilvissä on kaksi tärkeää vaikutusta. Ensinnäkin paljon mutta pieniä pisaroita sisältävä pilvi heijastaa suuremman osuuden siihen osuvasta auringonsäteilystä takaisin avaruuteen (kuva alla). Toiseksi tällaisessa pilvessä olevat pienet pisarat eivät kovin helposti kasva sadepisaroiksi, ja siten pilven elinikä pitenee. Molemmat ilmiöt lisäävät auringonsäteilyn heijastumista takaisin avaruuteen ja pyrkivät siten viilentämään ilmastoa.
Auringon säteilyn kulku puhtaan ja saastuneen ilman pilvessä.
Maailmanlaajuisesti ilmakehän pienhiukkaset siis viilentävät maapalloa ja toimivat näin ilmastonmuutoksen jarrumiehinä. Hiukkasten vaikutusten todellista suuruutta on kuitenkin hyvin vaikea arvioida. Tämä johtuu ensinnäkin siitä, että pienhiukkasten ilmastoa jäähdyttävä vaikutus riippuu paitsi hiukkasten lukumäärästä myös niiden koosta ja kemiallisesta koostumuksesta. Nämä ominaisuudet vaihtelevat niin ajallisesti kuin paikallisestikin ilmakehän eri osissa, ja ovat vaikeasti ennustettavia. Toinen ongelma on, että luonnon ja ihmisten tuottamia pienhiukkasia ilmakehässä on hyvin vaikea erottaa toisistaan. Kolmas ja ehkä suurin epävarmuustekijä piilee siinä, ettei pienhiukkasten vuorovaikutusta pilvien kanssa ymmärretä vielä riittävän hyvin.
Luonnon omat pienhiukkaset
Luonnon oma hiukkastuotto saattaa reagoida ilmastonmuutokseen yllättävillä tavoilla. Esimerkiksi ilmaan joutuvien pöly- ja merisuolahiukkasten määrä lisääntyy tuulen nopeuden kasvaessa. Toisaalta on varsin todennäköistä, että tuulten nopeudet muuttuvat ilmaston lämmetessä: tulevaisuudessa jollakin alueella tuulee nykyistä heikommin, toisella taas navakammin.
Jo 1980-luvulla alettiin epäillä, että tulevaisuudessa valtamerten rikkiyhdisteiden päästöt saattaisivat ilmaston lämmetessä kasvaa. Tämä lisäisi sulfaattihiukkasten määrää valtamerten yllä, mikä puolestaan jarruttaisi lämpenemistä. Kyseistä "ilmastotermostaattia" on tutkittu jo kahden vuosikymmenen ajan, eikä ilmiön voimakkuutta ole pystytty vielä täysin selvittämään.
Tämän vuosituhannen alussa huomattiin, että myös metsien tuottamien pienhiukkasten määrä todennäköisesti lisääntyy ilmaston lämmetessä. Valtameret ja metsät voivat siis pienhiukkasia tuottamalla toimia jonkinlaisina ilmastopuskureina, mutta ilmaston pelastajiksi niistä tulevina vuosikymmeninä tuskin on.
Pienhiukkasten merkitys tulevaisuudessa
Useimpien kasvihuonekaasujen pitkästä eliniästä johtuen niiden pitoisuus ilmakehässä riippuu siitä, kuinka paljon niitä on yhteensä päästetty ilmakehään viimeisten vuosisatojen aikana. Lyhytikäisten pienhiukkasten pitoisuus sen sijaan riippuu siitä, kuinka paljon niitä kullakin hetkellä pääsee ilmakehään. Näyttää ilmeiseltä, että ihmisten tuottamien hiukkaspäästöjen määrä ei tulevaisuudessa enää ainakaan ratkaisevasti lisäänny nykyisestä. Tästä johtuen pienhiukkasten ilmastoa viilentävä vaikutus jää pikkuhiljaa yhä enemmän kasvihuonekaasujen aikaansaaman lämpenemisen varjoon.
Sivun alkuun Takaisin etusivulle
|
|
|
|