Tutkijat kartoittivat satelliittihavainnoilla Suomen häkäpitoisuuksia

Satelliittihavaintojen pitkän ajan keskiarvojen perusteella määritettiin hiilimonoksidin, eli hään, keskimääräinen maantieteellinen jakauma Suomessa. Satelliittihavainnoista arvioitiin myös seuranta-aluekohtaiset maanpintapitoisuuksien keskiarvot ja maksimit vuosina 2018–2020. Satelliittihavainnot muutettiin vastaamaan maanpinta-arvoja vertailemalla satelliitti- ja maanpintamittauksia kahdella Ilmatieteen laitoksen mittausasemalla.

Satelliittihavaintojen pitkän ajan keskiarvojen perusteella tausta-arvoista eroavia pitoisuuksia löydettiin esimerkiksi pääkaupunkiseudulta, Imatran ja Lappeenrannan alueelta sekä Kotkan seudulta. Erot ovat kuitenkin todella pieniä ja ne saadaan näkyviin vain pitkän ajan keskiarvoistuksella. Taustapitoisuudet kasvavat hieman Pohjois-Suomesta Etelä-Suomeen liikuttaessa. Hiilimonoksidipitoisuudet pysyvät reilusti ilmanlaatudirektiivin raja-arvojen alapuolella koko maassa.

Tutkimus käynnistettiin ympäristöministeriön tilauksesta.

Satelliitti havaitsee päästöjen kulkeutumisen

Yleensä hiilimonoksidipitoisuuksia seurataan ilmanlaatuasemilla, jotka on sijoitettu lähelle päästölähteitä, esimerkiksi vilkkaasti liikennöidyn kadun varrelle. Suomessa pitoisuudet ovat kuitenkin laskeneet yleisesti niin matalalle tasolle, että jatkuvaa mittaustoimintaa ei vaadita. Siksi hiilimonoksidin maanpintapitoisuuksia mitataan enää vain tutkimuslaitosten, kuten Ilmatieteen laitoksen, tausta-asemilla. Seurantavelvoite on kuitenkin edelleen olemassa, ja korkeita hiilimonoksidipitoisuuksia havaitaan erityisesti suurten metsäpalojen yhteydessä. Hiilimonoksidi voi kulkeutua pitkiäkin matkoja ja voimakkaat metsäpalot esimerkiksi Kanadassa tai Siperiassa voivat aiheuttaa kohonneita pitoisuuksia myös Suomessa.

Koska maanpintahavaintojen verkosto on Suomessa merkittävästi harventunut, satelliittihavaintojen antama informaatio maantieteellisestä jakaumasta ja arvio korkeimmista mahdollisista pitoisuuksista on erityisen tärkeä. Tutkimuksessa käytettiin eurooppalaisen TROPOMI-satelliittimittalaitteen havaintoja. Sen maantieteellinen erottelukyky on parhaimmillaan 5,5 kilometriä x 7,5 kilometriä, ja mittaukset kattavat päivittäin koko maapallon. Satelliitin lentoradasta ja mittausgeometriasta johtuen Suomen päältä mittauksia voi olla jopa neljä kertaa päivässä.

Kaasupitoisuuksien erottelukyky TROPOMI-mittauksissa on noin 10 prosenttia, joten sillä voidaan havaita yhden satelliitin ylilennon aikana suuria lähteitä, kuten metsäpaloja. Suomessa jatkuvien lähteiden, kuten liikenne ja teollisuus, aiheuttamat vaihtelut hiilimonoksidipitoisuuksissa ovat kuitenkin niin pieniä, että niiden erottaminen taustapitoisuuksista vaatii mittausten pitkän ajan keskiarvon laskemista.

Häkäpitoisuuksia seurataan EU:n laajuisesti

Hiilimonoksidi, eli häkä, kuuluu kaasumaisiin ilmansaasteisiin, joiden pitoisuuksia ulkoilmassa tulee seurata EU:n ilmanlaatudirektiivin velvoittamana. Hiilimonoksidin negatiiviset terveysvaikutukset liittyvät sen kykyyn kiinnittyä veressä olevaan hemoglobiiniin, mikä heikentää veren hapenkuljetuskykyä.

Hiilimonoksidia syntyy epäpuhtaan palamisen yhteydessä. Sen lähteitä ovat muun muassa liikenne ja teollisuuden polttoprosessit mutta myös pientalojen lämmitys esimerkiksi öljyllä tai puulla. Suomen hiilimonoksidipäästöt ovat vähentyneet vuosien 1990 ja 2019 välisenä aikana 55 %. Suurin osa päästöjen vähenemisestä kohdistuu liikenteen päästöihin, jotka ovat pienentyneet katalysaattorien kehittymisen ja yleistymisen vuoksi. Yleensä terveydelle vaarallisia pitoisuuksia pääsee syntymään vain suljetussa tilassa ja nykyään vaaralliset pitoisuudet ulkoilmassa ovat erittäin harvinaisia.

Lisätietoja:

Väitöskirjatutkija Tomi Karppinen, Ilmatieteen laitos, tomi.karppinen@fmi.fi

Tutkimus on saatavilla Remote Sensing Applications: Society and Environment -tiedejulkaisussa.

Viite: Karppinen, T., Sundström, A.-M., Lindqvist, H., Hatakka, J., & Tamminen, J. (2024). Satellite-based assessment of national carbon monoxide concentrations for air quality reporting in Finland. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 33, 101120. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2023.101120