Vesihöyry lisääntynyt arktisessa stratosfäärissä

Vesihöyry on lisääntynyt arktisessa stratosfäärissä vuosina 2006-2012, mutta sen jälkeen taas vähentynyt. Lisääntyminen on aiheutunut kuljetuksesta eikä kemiasta. Stratosfäärin talvet ovat viime vuosina olleet kylmiä, joka lisääntyneen vesihöyryn kanssa on lisännyt polaari-staratosfäärin pilviä (PSC).

Kemiakuljetusmalli FinROSE:lla simuloitiin vuosia 1990-2014. Mallin antamia vesihöyrytuloksia verrattiin niin satelliitti kuin luotaushavaintoihin. Tutkimuksessa selvitettiin vesihöyryn lisääntymisen syytä.

Arktisen stratosfäärin vesihöyryn määrän havaittiin muuttuneen noin 0.8 ppm (noin 15 %) kymmenen vuoden aikaskaalassa. Sekä mallikokeet että havainnot näyttävät vesihöyryn lisääntyneen vuodesta 2006 vuoteen 2012, mutta vähentyneen tämän jälkeen. Lisääntymisen voidaan mallitulosten perusteella osoittaa johtuvan kuljetuksesta, ja veden valokemiallisten tuottoprosessien olevan pienemmässä osassa.

Kylmät talvet yhdessä lisääntyneen vesihöyryn kanssa mahdollistavat jää-PSC:iden lisääntymisen. Nämä pilvet ovat tavallisia etelänapamantereen ilmakehässä, mutta arktinen stratosfääri on harvemmin tarpeeksi kylmä niiden muodotumiseen. Jää-PSC:itä onkin havaittu viime vuosina enemmän kuin ennen.

Talvi 2009/2010 oli kylmä ja tätä talvea tarkasteltiin tutkimuksessa erikseen. Polaarivorteksi oli tammikussa 2010 harvinaisen laaja ja kylmä ja PSC:itä havaittiin laajalla alueella. Myös yleensä vain Antraktiksen stratosfäärissä havaittavaa dehydraatiota, jossa vesi siirtyy ylemmistä ilmakehän kerroksista alempiin sedimentaation mukana, havaittiin pohjoisen vortexissa. Sodankylässä oli tammi-helmikuussa 2010 käynnissä mittauskampanja LAPBIAT, jonka aikana saatiin myös mittauksia tästä harvinaisesta dehydraatiosta. FinROSE-mallin antamat tulokset olivat verrattavissa havaintoihin. Vesihöyryn havaittiin vähenevän dehydraatiokerroksessa yli 1 ppm:ää (yli 20 %).

Stratosfäärin vesihöyrytutkimusta rahoitti Suomen Akatemia UTLS-prjektin kautta.

Lisätiedot:

Tutkija Laura Thölix, laura.tholix@fmi.fi

Thölix, L., Backman, L., Kivi, R., and Karpechko, A. Yu.: Variability of water vapour in the Arctic stratosphere, Atmos. Chem. Phys., 16, 4307-4321, doi:10.5194/acp-16-4307-2016, 2016.

http://www.atmos-chem-phys.net/16/4307/2016/acp-16-4307-2016.pdf