Takaisin

Tarkempia aerosolien vaikutusten mittausmenetelmiä ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen arviointiin

Väitös sovelletun fysiikan alalta
Väittelijä:  FM Jani Huttunen
Aika ja paikka 20.10.2017 klo 12.00, MS301, Medistudia, Kuopion kampus

Ilmakehän hiukkaset eli aerosolit vaikuttavat ilmastoon sekä suoraan että epäsuoraan. Suorassa vaikutuksessa aerosolit sirottavat ja absorboivat auringon säteilyä, kun taas epäsuorissa vaikutuksissa aerosolit vaikuttavat pilvien muodostumiseen sekä niiden haihtumiseen.

Tällä hetkellä ihmislähtöisten aerosolien säteilypakote muodostaa yhden tärkeimmistä epävarmuustekijöistä ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen arvioinnissa. Aerosolin suora säteilyvaikutus (ADRE) kuvaa kuinka aerosolit vaimentavat auringon säteilyä, ja tätä voidaan simuloida säteilynkulkua mallintamalla tai arvioida samanaikaisia auringon säteilyä aerosolimittauksia hyväksikäyttäen.

Molemmat lähestymistavat sisältävät merkittäviä epävarmuustekijöitä. FM Jani Huttunen keskittyi väitöstutkimuksessaan näihin aerosolien aiheuttaman suoran säteilypakotteen mittausperusteisen arvioinnin epävarmuustekijöihin.

Tutkimukset osoittivat, että koneoppivat algoritmit pystyvät määrittämään AOD:n tarkemmin kuin algoritmit perinteistä säteilynkulun hakutaulukkoa (LUT) käytettäessä, silloin kun aerosolien optiset ominaisuudet vaihtelevat. LUT:ssa on oletettava ennalta nämä säteilyn kannalta oleelliset aerosolien optiset ominaisuudet, kuten esimerkiksi aerosolien sirontatehokkuus ja siroamisen epäsymmetrisyys.

Aerosolin optisen paksuuden ja vesihöyryn (water vapor content, WVC) systemaattinen vaihtelu vaikuttaa säteilypakotearvioihin, kun käytetään auringon säteilymittauksia maanpinnalta (surface solar radiation, SSR) ja aerosolien optista paksuutta (aerosol optical depth, AOD) maanpintamittauksissa. Tätä ei ole otettu aiemmin huomioon, mutta Huttusen mukaan se olisi tärkeää huomioida näitä menetelmiä sovellettaessa.

Väitöstutkimuksessa tehty mallien välinen vertailututkimus osoittaa, että käytetyt säteilymallit tuottavat suuria eroja mallien välillä. Lisäksi vertailututkimus osoittaa, että nämä mallien keskinäiset erot ovat suunnilleen samaa luokkaa mitä aikaisemmissa samankaltaisissa tutkimuksissa. Huomattavakin päivänsisäinen systemaattinen vaihtelu AOD:ssa ei tyypillisesti vaikuta ADRE:n vuorokausikeskiarvoon merkittävästi.

FM Jani Huttusen sovelletun fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Atmospheric water vapor and the aerosol direct radiative effect: remote sensing and global model studies (Ilmakehän vesihöyry ja aerosolien suora säteilypakote: kaukokartoituksen ja ilmastomallien tutkimuksia) tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Veli-Matti Kerminen, Helsingin yliopisto yliopistosta, ja kustoksena dosentti Antti Arola, Ilmatieteen laitos.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11821?encoding=UTF-8