Ilmatieteen laitoksen menetelmä hiilipitoisuuden määrittämiseksi lumesta ja vedestä auttaa ilmastotutkimusta

Lumi- tai vesinäytteestä voidaan määrittää mustan hiilen, orgaanisen hiilen sekä kokonaishiilen määrä. Ilmatieteen laitos on kehittänyt menetelmää, joka on käytössä olevista menetelmistä ainoa, jolla pitoisuudet saadaan selvitettyä yhdellä analyysillä.

Musta hiili voimistaa ilmastonmuutosta ja sulattaa esimerkiksi lumi- ja jääpeitettä. Kuva: Outi Meinander

Tutkimus osoitti, että alun perin ilmanäytteille tarkoitettu analyysimenetelmä soveltuu hyvin hiilipitoisuuden määrittämiseen lumesta ja jäästä. Lumi- ja vesinäytteisiin liittyvien virhelähteiden vaikutus tuloksiin oli tutkimuksessa erittäin pieni, vain 0–2 %.

Menetelmää voidaan hyödyntää esimerkiksi kun mallilaskelmien tai satelliittien avulla kerättyjä aineistoja verrataan maanpinnalla tehtyihin mittauksiin. Menetelmä on käytössä Ilmatieteen laitoksen yhteistyöhankkeissa.

Tutkijat selvittivät termo-optisen menetelmän sopivuutta näytteidenottoon, näytteiden esivalmisteluun ja analysointiin. Lisäksi tutkittiin menetelmän epävarmuutta ja virhelähteitä ja niiden suuruutta. Työssä käytettiin Helsingin Kumpulan SMEARIII-asemalla ja Sodankylän Arktisen avaruuskeskuksen alueelta kerättyjä näytteitä.

Julkaisu ilmestyi Atmosphere-lehden “Interaction of Air Pollution with Snow and Seasonality Effects” -erikoisnumerossa.

Musta hiili on tärkeä ilmastonmuutosta voimistava aerosoli sekä ilmakehässä että lumipeitteessä. Lumessa musta hiili nopeuttaa lumen ja jään sulamista. Orgaaninen hiili lumessa voi olla peräisin ilmansaasteista tai lumesta löytyvistä levistä tai muista mikro-organismeista sekä ympäristön kasvillisuudesta. Lumi- ja vesinäytteiden musta hiili, orgaaninen hiili ja kokonaishiilen määrä ovat myös osa maapallon tärkeää hiilenkiertoa.

Lisätietoja:

vanhempi tutkija Outi Meinander, Ilmatieteen laitos, p. 050 5698 900, outi.meinander@fmi.fi

tutkija Minna Aurela, Ilmatieteen laitos, minna.aurela@fmi.fi

ryhmäpäällikkö Antti Hyvärinen, Ilmatieteen laitos, antti.hyvarinen@fmi.fi

Meinander, O.; Heikkinen, E.; Aurela, M.; Hyvärinen, A. Sampling, Filtering, and Analysis Protocols to Detect Black Carbon, Organic Carbon, and Total Carbon in Seasonal Surface Snow in an Urban Background and Arctic Finland (>60° N). Atmosphere 2020, 11, 923. https://doi.org/10.3390/atmos11090923

Tutkimusartikkeli (pdf-tiedosto)

Tutkimusta rahoitti Suomen Akatemia (projektit NABCEA nro. 296302 ja SNOWAPP nro. 315497).

TiedeuutinenMusta hiiliLumiIlmasto