Väitös: Pienhiukkasten syntymekanismi on edelleen suuri epävarmuustekijä ilmastonmuutoksen ennakoinnissa

Ilmakehän aerosoli- eli pienhiukkaset voivat vaikuttaa ilmastoon erittäin voimakkaasti, sillä ne toimivat pilvipisaroiden tiivistymisytiminä. Tästä johtuen suuret muutokset hiukkasten lukumääräpitoisuuksissa tai kemiallisessa rakenteessa voivat johtaa arvaamattomiin muutoksiin sateissa tai johtaa pilvien eliniän ja heijastuskyvyn muutoksiin. Tällä on tilanteesta riippuen joko ilmastoa lämmittävä tai viilentävä vaikutus.

Rikkihappo tunnetuin pienhiukkasten syntyä edistävistä kaasuista

Suuri epävarmuustekijä ilmastomalleissa on aerosolihiukkasten synty niin kutsutun kaasu-hiukkasmuunnoksen eli nukleaation kautta. Nukleaatiossa ilmakehän hivenkaasut tiivistyvät pieniksi molekyyliryppäiksi ja kasvavat siitä suuremmiksi hiukkasiksi. Yksi tärkeimmistä hivenkaasuista on rikkihappo, joka muodostuu ilmakehässä rikkidioksidin valokemiallisissa reaktioissa.

"Rikkihappo, kuten moni muukin nukleaatioon osallistuva hivenkaasu voi olla peräisin luonnollisista lähteistä tai syntyä ihmisen vaikutuksesta", Kimmo Neitola kertoo.

"Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että rikkihappo tarvitsee parikseen jonkin emäksisen yhdisteen, jotta muodostuneet molekyyliryppäät eivät hajoaisi saman tien takaisin kaasuiksi. Väitöskirjassani tutkin muun muassa näiden emäksisten yhdisteiden vaikutusta rikkihapponukleaatioon", Neitola selvittää.

Hiukkasten syntyä edistävien yhdisteiden kirjo on erittäin laaja

Väitöskirjassa esitettävät tulokset auttavat ymmärtämään, kuinka paljon emäksiset yhdisteet voivat lisätä nukleaatiota, sekä määrittämään tälle vaikutukselle ylärajan. Tulokset valottavat myös nukleaation mekanismia kokonaisuudessaan.

"Tutkimuksen edetessä huomasin, että rikkihapponukleaatiossa molekyyliryppäitä stabiloivia yhdisteitä on erittäin laaja kirjo, jolloin niiden tunnistaminen vaikeutuu. Näin ollen aerosolihiukkasten syntymekanismi tuottaa edelleen epävarmuutta ilmastonmuutoksen ennakointiin, ja sen selvittäminen tulee vaatimaan lisätutkimusta", Kimmo Neitola toteaa.

Väitöstilaisuus 30.10. Helsingissä

Filosofian maisteri Kimmo Neitolan aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja Experimental studies on nucleation and new particle formation (Nukleaation ja hiukkasmuodostustapahtumien kokeellinen tutkiminen) tarkastetaan Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Väitöstilaisuus järjestetään 30.10.2015 klo 12 Helsingissä Ilmatieteen laitoksen Dynamicum-rakennuksen Brainstorm-auditoriossa (Erik Palménin aukio 1).

Vastaväittäjänä toimii professori Jim Smith (University of California, Irvine) ja kustoksena professori Tuukka Petäjä (Helsingin yliopisto, ilmakehätieteiden osasto).

Kimmo Neitola on syntynyt Sodankylässä vuonna 1982 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Sodankylän lukiosta vuonna 2001. Hän valmistui filosofian maisteriksi Helsingin yliopistosta 2009 ja on sen jälkeen työskennellyt tutkijana Ilmatieteen laitoksella.

Lisätietoa

Väitöskirja verkossa:https://helda.helsinki.fi/handle/10138/157275

Tutkija Kimmo Neitola, Ilmatieteen laitos, etunimi.sukunimi@fmi.fi