Väitöstutkimus tuotti uutta tietoa pilvistä

Pilvet ovat tärkeä osa ilmastojärjestelmää ja hydrologista kiertokulkua. Pilvien vuorovaikutus aerosolihiukkasten kanssa on kuitenkin yksi suurimmista epävarmuustekijöistä ilmastonmuutoksen ennusteissa. Kokeelliset laboratorio- ja kenttämittausaineistot ovat aerosolien ja pilvien välisen vuorovaikutuksen tutkimuksessa ratkaisevan tärkeitä, koska niitä voidaan käyttää laajasti ymmärtämään pilvenmuodostusprosessin eri vaiheita: pilvien tiivistymisytimien aktivoinnista pilven elinkaareen, kehittymiseen ja dynaamisiin prosesseihin.

Ilmatieteen laitoksen tutkija Konstantinos Doulgerisin väitöstyössä esitellään pilvien tiivistymisytimien tutkimiseen uusi kokeellinen laboratoriolaitteisto, aerosolien ja pilvien vuorovaikutuskammio (Aerosol Cloud Interaction Tube, FMI-ACIT). Doulgeris suoritti väitöstutkimuksessaan laitteistolla kokeita erikokoisilla aerosolihiukkasilla ns. ylikyllästyneissä olosuhteissa, joissa ilman suhteellinen kosteus oli yli 100 %. Tulokset osoittavat, että laitteisto voi mitata ammoniumsulfaattihiukkasten aktivaatiota ja kasvua, kun aerosoli oli 0,18–1,25 % ylikyllästyneessä tilassa. Tämä vastaa hyvin niitä tyypillisiä ilmakehän olosuhteita, joissa pilviä muodostuu.

Pilvien mikrofysikaalisilla ominaisuuksilla ja ilmamassan lähdealueella havaittiin selvä yhteys

Väitöstyössä tutkittiin myös pilvien mikrofysikaalisia ominaisuuksia subarktisessa ympäristössä Ilmatieteen laitoksen Pallaksen asemalla ja testattiin uusia menetelmiä pilvien kokeelliseen tutkimukseen ns. pilvispektrometreillä. Pallaksen jäätävät olosuhteet korkeassa maastossa sopivat menetelmätestaukseen erityisen hyvin.

Tutkimuksessa suoritettiin kenttäkokeita asemalle asennettavilla mittalaitteilla. Kolmen eri pilvispektrometrin käytettävyydelle haettiin rajoja ja annettiin suosituksia spektrometrien soveltuvuudesta eri mittausympäristöihin. Tutkimuksen yksi keskeinen havainto oli, että tuulensuunta suhteessa näytteenottoon vaikuttaa merkittävästi mittaushäviöön ja tulee näin ollen huomioida mittauksessa.

Tutkimuksessa saatiin myös uutta tietoa alailmakehän pilvien ilmaston kannalta tärkeiden ominaisuuksien yhteyksistä pilvien ja ilmamassan lähdealueeseen. Eritysesti tarkasteltiin merellisten ”puhtaiden” ilmamassojen ja mantereellisten ”saastuneiden” ilmamassojen eroja. Pilvien mikrofysikaalisilla ominaisuuksilla ja ilmamassan lähdealueella havaittiin selvä yhteys. Suuri pilvipisaroiden lukumäärä selittyi mantereellisella lähteellä ja pienempi pilvipisaroiden lukumäärä taas yhdistyi merellisiin ilmamassoihin. Tämä tulos vahvistaa aiempaa ymmärrystä ilmansaasteiden ja ilmaston monimutkaisista kytköksistä.

Väitöskirja tarkastetaan Helsingin yliopistossa 21.4.

Konstantinos Doulgerisin väitöstyö Experimental studies on cloud condensation nuclei activation and cloud microphysical properties tarkastetaan Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa perjantaina 21. huhtikuuta kello 12.

Tilaisuus järjestetään Kumpulan kampuksen Exactum-rakennuksessa (Pietari Kalmin katu 5, Helsinki), salissa CK112. Vastaväittäjänä on tohtori Ottmar Möhler (Karlsruhe Institute of Technology, Saksa), ja kustoksena toimii professori Veli-Matti Kerminen Helsingin yliopistosta. Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Väitöstilaisuutta voi seurata suorana Helsingin yliopiston verkkosivustolla.

Lisätietoja:

tutkija Konstantinos Doulgeris, Ilmatieteen laitos, konstantinos.doulgeris@fmi.fi

Väitöskirja on saatavissa Helda-palvelussa.