Väitös: Rajakerroksen pystyprofilointi tuo merkittävää lisäarvoa aerosolitutkimukseen

Ilmakehän aerosolihiukkaset vaikuttavat ilmastoon, ilmanlaatuun sekä ihmisten terveyteen. Aerosolihiukkasten ominaisuudet muovautuvat ilmakehässä erilaisten prosessien ja olosuhteiden, kuten sääolosuhteiden takia. Jotta tulevaisuuden säätä ja ilmastoa voidaan mallintaa tarkemmin, tulee tuntea meteorologisten olosuhteiden vaikutus aerosolihiukkasten ominaisuuksiin.

Väitöstutkimus suoritettiin kahdessa erilaisessa ilmastossa: subtropiikissa ja tropiikissa. Tutkimuksessa hyödynnettiin aerosolihiukkasten paikan päällä tehtäviä (in-situ) mittauksia, rajakerroksen kaukokartoitusta maanpinnalta käsin (pystyprofilointi) sekä ilmamassojen kulkeutumisreittien mallilaskentaa. Väitöskirja osoittaa aerosolihiukkasten maanpintamittauksien ja rajakerroksen pystyprofiloinnin yhdistämisen tuoman hyödyn aerosolitutkimukseen.

Trooppinen sade poisti tehokkaasti isoja aerosolihiukkasia ilmakehästä

Subtropiikissa Arabiemiirikunnissa tehtiin sekä in-situ-mittauksia että rajakerroksen pystyprofilointia. Näiden menetelmien yhdistäminen auttoi tunnistamaan ne ajanhetket, kun kaukaisista lähteistä kulkeutunutta saastetta sekoittui korkeammalta ilmakehästä alas maanpinnalle. Siitä, miten mustaa hiiltä sisältävien aerosolihiukkasten ja rikkidioksidin (SO₂) pitoisuudet muuttuivat eri rajakerrosolosuhteissa, pystyttiin päättelemään, että mustaa hiiltä sisältävien aerosolien lähde oli paikallinen, kun taas SO₂ kulkeutui kaukaisista lähteistä mittausasemalle.

Tropiikissa Malediiveilla tutkittiin ilmamassojen kulkeutumisen aikana tapahtuneen sadannan vaikutusta aerosolihiukkasten kokojakaumaan. Tutkimuksessa havaittiin, että sade poisti tehokkaasti halkaisijaltaan yli 100 nm:n hiukkasia. Pienempien, halkaisijaltaan alle 50 nm:n, hiukkasten määrä pysyi samana tai kasvoi hieman, kun kertyneen sateen määrä kasvoi, mutta niiden koko kuitenkin pieneni. Tämä voi selittyä sillä, että sade on poistanut merkittävät poistomekanismit, eli suuremmat hiukkaset, kaasuilta, jotka osallistuvat uusien aerosolihiukkasten muodostamiseen kaasu-hiukkasmuuntuman kautta (sekundäärinen hiukkasmuodostus). Tämä edesauttaa uusien pienempien hiukkasten muodostumista sateen puhdistamissa ilmamassoissa.

Väitöskirja tarkastetaan 25.8.2023 Helsingin yliopistossa

Jutta Kestin väitöskirja ”Impact of local meteorological conditions on aerosol particle properties” (Paikallisten meteorologisten olosuhteiden vaikutus aerosolihiukkasten ominaisuuksiin) tarkastetaan perjantaina 25.8.2023 klo 13.

Väitöstilaisuus järjestetään Kumpulan kampuksen Chemicum-rakennuksessa (A.I. Virtasen aukio 1, Helsinki), salissa A129. Vastaväittäjänä on professori Miikka Dal Maso Tampereen yliopistosta, ja kustoksena toimii professori Katrianne Lehtipalo Helsingin yliopistosta.

Tilaisuutta voi seurata myös etänä Helsingin yliopiston verkkosivustolla.

Väitöstilaisuuden kieli on suomi.

Lisätietoja:

Ilmanlaadun asiantuntija Jutta Kesti, Ilmatieteen laitos, p. 050 566 9144, jutta.kesti@fmi.fi 

Väitöskirja on saatavilla Helda-tietokannassa.