Ilmakehän pienhiukkasten kyky absorboida valoa kertoo niiden hiilestä
Tutkimuksessa havaittiin, että marraskuun 2014 ja marraskuun 2015 välillä ruskeaa hiiltä esiintyi noin neljäsosassa mittauksista, ja keskimääräinen ruskean hiilen osuus valon absorptiosta hiukkasiin oli 27,2%. Suurimmat ruskean hiilen osuudet havaittiin keskitalvella ja keskikesällä. Ruskean hiilen osuus oli korkeimmillaan Nanjingista luoteeseen olevalla sektorilla, jossa on aiemmissa tutkimuksissa havaittu voimakasta biomassan polttoa.
Hiilen värillä on väliä
Mustalla hiilellä tarkoitetaan nokea, joka on muodostunut epätäydellisessä palamisessa. Mustahiilihiukkaset imevät valoa voimakkaasti koko näkyvän valon aallonpituusalueella. Ruskealla hiilellä taas tarkoitetaan orgaanisia yhdisteitä, jotka imevät valoa pääasiassa näkyvän valon spektrin alapäässä ja joita esiintyy tyypillisesti biomassan poltossa syntyvissä hiukkasissa.
Tässä Ilmatieteen laitoksen, Itä-Suomen yliopiston ja Nanjingin yliopiston yhteistutkimuksessa käytettiin kahta erilaista menetelmää, joista toisella voidaan arvioida, onko hiukkasissa pelkästään mustaa hiiltä vai myös muita valoa absorboivia yhdisteitä, kuten ruskeaa hiiltä, ja toisella näiden eri hiilityyppien suhteellista osuutta hiukkasissa.
Kun valo kohtaa hiukkasen...
Tutkimalla eri lähteistä peräsin olevissa hiukkasissa esiintyviä mustan ja ruskean hiilen osuuksia voidaan arvioida niiden vuorovaikutusta ilmakehän säteilyn kanssa ja niiden vaikutusta paikalliseen ilmanlaatuun. Mittauksiin perustuvilla arvioilla voidaan lisäksi tarkentaa ilmastomallien laskennan alku- ja raja-arvoja ja kytkeä mustan ja ruskean hiilen osuudet pienhiukkasten rooliin ilmakehää lämmittävänä tai viilentävänä tekijänä.
Lisätietoja:
Erikoistutkija Ari Leskinen, Ilmatieteen laitos, puh. 050 522 9148, ari.leskinen@fmi.fi
Leskinen A., Ruuskanen A., Kolmonen P., Zhao Y., Fang D., Wang Q., Gu C., Jokiniemi J., Hirvonen M.-R., Lehtinen K.E.J., Romakkaniemi S. & Komppula M. 2020. The Contribution of Black Carbon and Non-BC Absorbers to the Aerosol Absorption Coefficient in Nanjing, China, Aerosol Air Qual. Res., 20, 590-605