Tutkijat löysivät uuden mekanismin, jolla hiukkasia muodostuu ylätroposfäärissä
Kuva: Adobe Stock.Aerosolihiukkaset vaikuttavat ihmisten terveyteen ja ilmastoon. Erityisesti ylätroposfäärissä noin 10 kilometrien korkeudella ilmakehässä olevien hiukkasten vaikutus ilmastoon on merkittävä, sillä ne osallistuvat pilvien muodostumiseen toimimalla pilvipisaroiden ja jääkristallien ytiminä.
Aiemmin uskottiin, että hiukkasia muodostuu alailmakehän, eli troposfäärin, yläosissa pääasiassa rikkihaposta ja vedestä. Uusi tutkimus kuitenkin osoittaa, että kylmissä lämpötiloissa typpihappo, rikkihappo ja ammoniakki voivat yhdessä muodostaa hiukkasia. Tämä mekanismi tuottaa hiukkasia jopa 10–1000 kertaa nopeammin kuin rikkihappo ja vesi.
Troposfäärin yläosassa muita hiukkaslähteitä on vähän, joten uudella mekanismilla voi olla suuri merkitys ilmakehän hiukkaspitoisuuteen.
Hiukkasia syntyy runsaasti Aasiassa, mutta ne kulkeutuvat laajalle alueelle
Tutkimuksessa osoitettiin, että löydetyn mekanismin avulla syntyneet hiukkaset ovat tehokkaita jäänukleaatioytimiä. Se tarkoittaa, että ne voivat katalysoida jääkiteiden muodostumista.
Mallinnusten avulla arvioitiin, että mekanismi lisää troposfäärin yläosien hiukkaspitoisuutta erityisesti Aasian monsuunialueilla. Syntyneet hiukkaset voivat kuitenkin kulkeutua ilmakehässä pitkiäkin matkoja ja vaikuttavat siten hiukkaspitoisuuteen laajalla alueella.
Tutkimus tehtiin simuloimalla ylemmän troposfäärin olosuhteita Euroopan Hiukkastutkimuskeskuksessa CERNissä sijaitsevassa CLOUD-kammiossa. Suomesta tutkimuksessa olivat mukana Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus INAR ja Fysiikan tutkimuslaitos HIP, sekä Ilmatieteen laitos.
Lisätietoa:
Apulaisprofessori Katrianne Lehtipalo, Ilmatieteen laitos ja Helsingin Yliopiston Ilmakehätieteen keskus, katrianne.lehtipalo@helsinki.fi
Artikkelin viite: Wang, M. et al. Synergistic HNO3–H2SO4–NH3 upper tropospheric particle formation. Nature, doi: 10.1038/s41586-022-04605-4 (2022)
Tieteellinen artikkeli on saatavilla Nature-tiedelehdessä.