Hannu A. Sinivirta

INAR (Institute for Atmospheric and Earth System Research) - IPCC

  • INAR kontribuutio
    INAR kontribuutio
  • Noki tummentaa ja sulattaa Kalliovuorten lumipeitettä
    Noki tummentaa ja sulattaa Kalliovuorten lumipeitettä

Huippututkimusta Suomesta

Tut­ki­jat ke­hit­tä­vät met­si­tyk­sen hii­len­si­don­nan kan­sain­vä­lis­tä mit­taus­kon­sep­tia il­mas­ton­muu­tok­sen hil­lit­se­mi­sek­si ja he pyrkivät määrittämään metsien kokonaisvaikutuksen ilmastolle. 

Luonnon hiilinielujen vaikutuksia mittaava konsepti on tarkoitus saada valmiiksi jo marraskuussa. 

Pariisin ilmastosopimuksen mukaan yksi tehokkaimmista keinoista vähentää hiilidioksidia ilmasta on päästörajoitusten lisäksi sitoa hiiltä luonnollisesti ilmakehästä yhteyttävien kasvien eli luonnon omien hiilinielujen avulla. 

Käytössä ei ole kuitenkaan ollut yhteistä, kansainvälisesti hyväksyttyä mittausmenetelmää, jolla kokonaisvaikutukset ilmastoon pystyttäisiin luotettavasti arvioimaan.

Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden keskus INAR ja energiayhtiö St1 ovat solmineet sopimuksen, jolla yhtiö tukee yliopiston mittauskonseptihanketta. Hankkeessa pyritään luomaan kansainvälisesti hyväksytty kokonaisvaltainen mittausmenetelmä tulevaisuuden hiilensidontahankkeisiin.

– Ekosysteemeihin sitoutuvalle hiilelle luotava yhteinen mittausmenetelmä ja sitä kautta määrittyvä sitoutuvan hiilen arvo ovat edellytyksiä, jotta metsittämisestä voi tulla globaalisti merkittävä keino ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, sanoo akateemikko Markku Kulmala Helsingin yliopistosta. 

Hankkeessa pyritään luomaan kansainvälisesti hyväksytty kokonaisvaltainen mittausmenetelmä tulevaisuuden hiilensidontahankkeisiin.

Hankkeessa Helsingin yliopisto luo yhteistyössä Ilmatieteen laitoksen ja ICOS RI:n (International Carbon Observation System Research Infrastructure) kanssa kokonaiskonseptin siitä, miten metsien ilmastovaikutuksia ja hiilen sidontaa metsäpuihin, maaperään ja muuhun metsäkasvillisuuteen voidaan luotettavasti mitata. Lisäksi tutkimusryhmä työstää suositukset sille, miten maailman hiilinieluja vahvistettaisiin ja millaisilla mittauslaitteistoilla ja -menetelmillä niitä tulisi mitata. 

Tavoitteena on saada mittauskonsepti valmiiksi jo marraskuussa ja hankkia sille YK:n alaisen IPCC:n (The Intergovernmental Panel on Climate Change) hyväksyntä sekä saada se osaksi IPCC:n ohjeistuksia.

– Hankkeessa käsittelemme metsien merkitystä paitsi hiilinieluina, myös pienhiukkaslähteinä sekä niiden vaikutusta maanpinnan heijastuskykyyn. Näin saamme määritettyä metsien kokonaisvaikutuksen ilmastolle. 

Tutkijayhteisössä olemme tyytyväisiä yksityisten yritysten, tässä tapauksessa St1:n, kiinnostuksesta ja suunnitelmista ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden vähentämiseksi, toteaa Markku Kulmala.

Pie­net hiuk­ka­set, glo­baa­lit vai­ku­tuk­set – Ra­dio­hii­li ker­too mus­tan hii­len al­ku­pe­rän

Helsingin yliopiston Kiihdytinlaboratorion ja Ajoituslaboratorion tekninen kehitystyö on tuottanut läpimurron hyvin pienten hiilinäytteiden alkuperämäärityksissä. Musta hiili koostuu äärimmäisen pienistä nokihiukkasista, joten kehitystyö on keskeinen osa ilmastonmuutostutkimusta.

Bioperäisen ja fossiilisen aineksen määrän missä tahansa hiiltä sisältävässä näytteessä voi mitata hiukkaskiihdyttimellä radiohiilimenetelmän avulla. Hiilen radioaktiivisen isotoopin (14C, radiohiili) määrä puoliintuu kuuden vuosituhannen aikana, joten fossiilisessa aineksessa sitä ei ole enää jäljellä.

Radiohiilen puoliintumiseen perustuvaa menetelmää on viime vuosina hyödynnetty etenkin Suomessa polttoaineiden bio-osuuksien määrityksissä – biotalouden tukena. Hiukkaskiihdytin vaatii tyypillisesti noin yhden milligramman kiinteää hiiltä, jotta näytteiden hyvin pienet radiohiilimäärät voidaan mitata.

– Radiohiilen määrä on miljoonasosan miljoonasosa hiilestä. Emme siis etsi neulaa heinäsuovasta, vaan neulan kärkeä koko maatilalta, havainnollistaa Ajoituslaboratorion johtaja Markku Oinonen.

Suo­la­ki­teen puo­lik­kaan ko­koi­nen näy­te riit­tää

Mustan hiilen, eli ilmastoa lämmittävien nokihiukkasten alkuperää tutkivassa hankkeessa on nyt pystytty määrittämään radiohiilen pitoisuuksia jopa sata kertaa pienemmistä, jopa 10–20 mikrogramman näytteistä. Saatujen tulosten mukaan erittäin pienten näytteiden radiohiilimääritykset vastaavat hyvin kiinteiden hiilinäytteiden tuloksia. Tekninen kehitys on äärimmäisen tärkeää, sillä yleisesti tutkimuksen trendi on kohti yhä pieneneviä näytekokoja.  

– Menetelmä perustuu kaasumaisia näytteitä hyödyntävään hybridi-ionilähteeseen ja sen yhteyteen kehitettyyn hiilidioksidin syöttölaitteistoon, kertoo tutkija Kenichiro Mizohata Kiihdytinlaboratoriosta.

Luonnosta kerätyt nokihiukkaset puhdistetaan kemiallisesti ja muunnetaan polttamalla hiilidioksidiksi. Talteen otettu hiilidioksidi syötetään ionilähteelle radiohiilimääritystä varten. Aiemmin radiohiilimäärityksiin vaadittiin palanen kiinteää hiiltä, mutta nyt määritys voidaan tehdä suoraan hiilidioksidista, mikä vähentää merkittävästi tarvittavan hiilen määrää.

– Tutkimuksessa mitatut nokinäytteet vertautuvat kooltaan suolakiteen puolikkaaseen tai kymmenesosa unikonsiemeneen, eli ne ovat niin pieniä, ettei niitä välttämättä olisi voitu mitata lainkaan perinteisellä mittaustekniikalla ilman kaasuionilähteen kehitystyötä, perustelee Ajoituslaboratorion laatukoordinaattori Antto Pesonen.

Mus­ta hii­li su­lat­taa iki­jään

Musta hiili imee tehokkaasti auringonvaloa ja kiihdyttää sen myötä muun muassa napa-alueiden jäätiköiden sulamista. Noki on myös kansainvälisen poliittisen keskustelun ytimessä ja Helsingin yliopisto on pioneeri tämän globaalin ongelman tutkimuksessa. 

– Vastoin aiempaa käsitystä olemme havainneet, että mustan hiilen laskeumat ovat nousseet viimeisten vuosikymmenien aikana Euroopan ja Länsi-Venäjän arktisilla alueilla.

Musta hiili näyttää olevan osasyy esimerkiksi Huippuvuorten jäätiköiden sulamisen lisääntymiseen, kertoo tutkija Meri Ruppel Helsingin yliopistosta.

Käynnissä olevassa tutkimuksessa selvitetään arktisella alueella esiintyvän mustan hiilen lähteitä, joita ovat esimerkiksi teollisuus, kotitaloudet, liikenne ja metsäpalot, sekä keskitytään erityisesti Venäjän öljy- ja kaasuteollisuuden soihdutuspäästöihin.

Radiohiilipohjaiset noen alkuperämääritykset tehtiin Ajoituslaboratorion ja Kiihdytinlaboratorion monitieteellisenä ja yksikkörajat ylittävänä yhteistyönä. Tutkimus on tehty Helsingin yliopistolla Ilmatieteen laitoksen johtaman konsortion osahankkeena. Tutkimusta rahoittaa Suomen Akatemia.

Suosittelen tutustumaan ao. linkin osioihin.

https://www.helsinki.fi/fi/inar-institute-for-atmospheric-and-earth-syst...

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

0Suosittele

Kukaan ei vielä ole suositellut tätä kirjoitusta.

NäytäPiilota kommentit (2 kommenttia)

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Nämä tutkimushankkeet ja niistä saadut tulokset ovat äärimmäisen tärkeitä ei pelkästään siksi, että niillä voidaan ohjeistaa IPCC:n tulevia raportteja, vaan että se on Suomalaista huippuosaamista. Näillä konsortioilla edistetään myös Suomalaista clean-tech osaamista ja työllisyyttä. Suomalainen clean-tech on myös vienti-tuote.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

”Kiihdytin-laboratorion ja Ajoituslaboratorion tekninen kehitystyö on tuottanut läpimurron hyvin pienten hiilinäytteiden alkuperä-määrityksissä”.

"Bioperäisen ja fossiilisen aineksen määrän missä tahansa hiiltä sisältävässä näytteessä voi mitata hiukkaskiihdyttimellä radiohiili-menetelmän avulla. Hiilen radioaktiivisen isotoopin (14C, radiohiili) määrä puoliintuu kuuden vuosituhannen aikana, joten fossiilisessa aineksessa sitä ei ole enää jäljellä.”

Tätä menetelmää onkin jo odotettu.

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset