Väitös: Aerosolihiukkasten ilmastovaikutuksien mallintaminen tuo lisätietoa ilmaston lämpenemiseen johtavista osatekijöistä
Ilmatieteen laitoksen tutkija Joni-Pekka Pietikäisen Itä-Suomen yliopistossa tarkastettavassa väitöstyössä on osoitettu, että mustan hiilen ilmastovaikutuksiin pystytään vaikuttamaan kohdennetuilla päästörajoituksilla ilman että ilmaston lämpeneminen kiihtyy.
Aerosolihiukkaset ovat yksi merkittävä ilmastoon ja ilmastonmuutokseen vaikuttavista osatekijöistä. Suomi on aerosolien ilmastovaikutusten tutkimisessa yksi maailman kärkimaista.
Tästä huolimatta aerosolihiukkasten ilmastovaikutuksiin liittyy vielä paljon epävarmuustekijöitä. Tämä johtuu niiden kyvystä vaikuttaa ilmakehän säteilytasapainoon sekä suorasti muokkaamalla säteilyn kulkua että epäsuorasti toimimalla pilvien tiivistymisytiminä.
Väitöstyössä alueelliseen ilmastomalliin on lisätty aerosolihiukkasia kuvaava lisäosa ja tutkittu, kuinka hyvin malli kykenee kuvaamaan Suomen alueen mustan hiilen määrät ja miten ilmakehän pienhiukkasten muodostumisen mallinnusta voitaisiin parantaa. Väitöstyössä on lisäksi käytetty koko maapallon kuvaavaa ilmastomallia lähitulevaisuuden aerosolihiukkasmäärien vaikutuksien arviointiin.
”Väitöksen mukaan ilmastomallit pystyvät luotettavasti simuloimaan Suomen alueen mustan hiilen määrät. Tulosten perusteella todettiin, että mallin antamat tulokset ovat mittausten kanssa hyvin samankaltaisia. Tosin pieniä vuodenaikaan liittyviä aliarviointeja tapahtui jonkin verran. Lisäkehitystä tarvitaan mallin käyttämiin päästölähdekarttoihin, etenkin liittyen puun pienpolttoon”, Joni-Pekka Pietikäinen kertoo.
Suomen mustan hiilen päästöt ovat olleet keskustelun kohteena johtuen mustan hiilen pääasiallisista ilmastovaikutuksista näillä levyasteilla, eli kyvystä muokata lumipeitteen heijastuvuutta ja aiheuttaa sekä lumen että jään aikaistunutta sulamista.
Pietikäisen väitöskirjassa on myös käytetty globaalia aerosoli-ilmastomallia mustan hiilen ilmastovaikutuksien tutkimiseen. Tutkimuksessa osoitettiin, että maksimaaliset päästövähennykset eivät välttämättä ole paras mahdollinen ratkaisu, kun vaikutukset ilmakehän säteilytasapainoon otetaan huomioon.
”Esimerkiksi hiiliperäisiin aerosolihiukkasiin kohdennettujen päästörajoitusten kautta pystyttäisiin saamaan paljon samoja ilmanlaatuvaikutuksia kuin laajemmilla toimilla ilman että ilmaston lämpeneminen kiihtyy”, Pietikäinen tiivistää.
Työssä kehitetty uusi alueellinen aerosoli-ilmastomalli pohjautuu Max Planck -instituutissa kehitettyyn REMO -ilmastomalliin. Kehitystyö mallin osalta tapahtuikin Max Planck -instituutin meteorologian yksikössä Hampurissa, missä Pietikäinen oli tutkijana kolme vuotta. Sekä alkuperäinen REMO -ilmastomalli että uusi kehitetty REMO-HAM -aerosoli-ilmastomalli otettiin käyttöön Ilmatieteen laitoksella vuonna 2010.
