Väitöstyö lisää ymmärrystä ilmankosteuden prosesseista napa-alueilla
Väitöstutkimuksen tulokset osoittavat, että kosteusinversiot Antarktiksella ovat pysyvämpiä kuin Arktiksessa. Kuva: Adobe Stock.Tavallisesti ilman sisältämän vesihöyryn määrä laskee ilmakehässä ylöspäin mentäessä. Napa-alueilla esiintyy kuitenkin kosteusinversioita eli ilmakerroksia, joissa vesihöyryn määrä eli ilman absoluuttinen kosteus kasvaa ylöspäin mentäessä. Tämä liittyy ilmakehän ja Maan pinnan yhteiseen säteilytaseeseen, joka on suurimmaksi osaksi negatiivinen napa-alueilla.
Talvisin Arktiksessa negatiivinen säteilytase johtaa ilman jäähtymiseen ja kosteuden tiivistymiseen pinnan lähellä tai pilvien yläpinnan korkeudella, minkä johdosta muodostuu kosteusinversioita. Kesällä kosteusinversioita syntyy, kun kylmän merenpinnan tai sulavan merijään ylle kulkeutunut lämmin ja kostea ilma jäähtyy ja siinä oleva kosteus tiivistyy. Nämä mekanismit vaikuttavat kosteusinversioiden syntyyn ilmakehän alimmassa kerroksessa, alatroposfäärissä, noin alle kahden kilometrin korkeudessa. Alatroposfäärissä kosteusinversioiden esiintyminen vaihtelee voimakkaasti vuodenajan ja pinnan ominaisuuksien mukaan.
Napa-alueet toimivat ilmankosteuden nieluina, koska haihdunta kyseisillä alueilla on huomattavasti sadantaa pienempi. Matalammilta leveysasteilta kulkeutuva kosteus tasapainottaa kosteustasetta napa-alueilla.
Väitöstyössä osoitettiin, että pohjoiseen suuntautunut kosteuden nettokuljetus on kuitenkin vain pieni osa kosteuden kokonaiskuljetuksesta Arktiksen ja keskileveysasteiden välillä. Kosteudenkuljetus vaikuttaa lisäksi huomattavasti alueelliseen ilmankosteuden jakaumaan. Väitöskirjan tulokset osoittavat myös, että ilmankosteuden pitkäaikaiset alueelliset vaihtelut liittyvät pääasiassa kosteuden kuljetuksen muutoksiin johtuen ilmakehän kiertoliikkeen pitkäaikaisista muutoksista.
Kosteusinversiot ovat Etelämantereella pysyvämpiä kuin arktisella alueella
Negatiivinen säteilytase, vähäinen haihdunta ja suuri ilmankosteuden kulkeutumisen osuus ilmakehän kosteuden lähteenä vaikuttavat kosteusolosuhteisiin myös Antarktiksella.
Väitöskirjan tulokset osoittavat, että kosteusinversiot Antarktiksella ovat vieläkin pysyvämpiä kuin Arktiksessa. Tämä johtuu siitä, että lämpimien ja kosteiden ilmamassojen kulkeutuminen Etelämantereen sisäosiin on harvinaisempaa kuin Arktiksessa johtuen Etelämantereen pinnanmuodoista. Tuloksista selviää myös, että kylmän ja kuivan ilman virtaus alaspäin Etelämantereen rinteillä mahdollistaa kosteuden haihdunnan kyseisillä alueilla.
Väitöstutkimus antaa entistä kattavamman ja tarkemman kokonaiskuvan ilmankosteuden jakaumasta ja siihen vaikuttavista prosesseista napa-alueilla. Samalla tutkimus luo pohjaa yksityiskohtaisemmille tutkimuksille muun muassa pilviin ja sateisiin liittyen.
Väitöskirja tarkastetaan 11.3. Helsingin yliopistossa
Tuomas Naakan väitöskirja ”Atmospheric moisture in the Arctic and Antarctic” tarkastetaan perjantaina 11.3.2022. Väitöstilaisuus järjestetään Kumpulan kampuksen Chemicum-rakennuksessa (A.I. Virtasen aukio 1, Helsinki), salissa A129.
Vastaväittäjänä on professori Peter Langen Aarhusin yliopistosta ja kustoksena toimii professori Heikki Järvinen Helsingin yliopistosta.
Tilaisuutta voi seurata etänä Zoomissa.
Lisätietoja:
Tutkija Tuomas Naakka, Ilmatieteen laitos, puh. 046 922 7373, tuomas.naakka@fmi.fi