Ä¢¹½Ö±²¥

Suuren tulivuorenpurkauksen Âáä±ô°ì±ð±ð²Ô ²â±ôä¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óää²Ô vapautuu rikkidioksidia, joka muodostaa ²¹³Ü°ù¾±²Ô²µ´Ç²Ô²õä³Ù±ð¾±±ô²âä heijastavan hiukkaskerroksen. Esimerkiksi Pinatubo-tulivuoren purkaus vuonna 1991 aiheutti maailmanlaajuisesti °ì±ð²õ°ì¾±³¾Ã¤Ã¤°ù¾±²Ô noin 0.4 °C viilenemisen. Liisa Miettisen pro gradu -tutkielmassa simuloitiin eri skenaarioita, joissa rikkihiukkasia sumutetaan ²â±ôä¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óää²Ô.  

Simulaatioiden perusteella tutkittiin muun muassa ²õä³Ù±ð¾±±ô²â±è²¹°ì´Ç³Ù±ð³Ù³Ù²¹, sateisuutta ja jokaisen skenaarion kompensoimaa ³ó¾±¾±±ô¾±»å¾±´Ç°ì²õ¾±»å¾±³¾Ã¤Ã¤°ùää. ³§Ã¤³Ù±ð¾±±ô²â±è²¹°ì´Ç³Ù±ð kuvailee maapallon energiatasapainon ³óä¾±°ù¾±Ã¶¾±³Ùä. °Õ䳾ä tasapaino koostuu maapallolle saapuvasta ²õä³Ù±ð¾±±ô²â²õ³Ùä (auringonvalo, UV-²õä³Ù±ð¾±±ô²â), ja maapallon emittoimasta lämpö²õä³Ù±ð¾±±ô²â²õ³Ùä.  

Ilmastonmuokkauksen mahdollisia vaikutuksia simuloidaan ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä³¾²¹±ô±ô¾±±ð²Ô avulla 

Koska ilmastonmuokkaus pyrkii muuttamaan ilmastoa suuressa mittakaavassa, sen vaikutuksia tutkitaan ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä³¾²¹±ô±ô¾±±ð²Ô avulla. Ainakin osa ilmastonmuokkaustekniikoista aiheuttaisi ¾±°ìä±¹¾±Ã¤ sivuvaikutuksia ja poliittisia ongelmia, jonka takia niiden vaikutuksia ±è¾±³Ùää tutkia perusteellisesti.  

Ilmastonmuokkaus on suhteellisen uusi °ìä²õ¾±³Ù±ð, ja ³Ùä±ô±ôä ³ó±ð³Ù°ì±ð±ô±ôä eri ilmastonmuokkaustekniikoita tutkitaan simulaatioiden avulla.  

Kiinnostuin ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä²Ô mallintamisesta, koska se on hyvin kaoottinen systeemi, jossa tapahtuu mielenkiintoista fysiikkaa. Halusin ³¾²âö²õ tutkia ajankohtaista ja varhaisessa vaiheessa olevaa tukimusaluetta, ²õ±ð±ô¾±³Ù³Ùää Miettinen.  

Miettisen tutkielmassa simuloitiin kahta eri injektiostrategiaa: vakiostrategia, jossa °ù¾±°ì°ì¾±Ã¤ injektoidaan ±èä¾±±¹Ã¤²Ô³Ù²¹²õ²¹²¹Âá²¹±ô±ô±ð jatkuvasti 60 vuoden ajan, ja vuodenajan mukaan vaihteleva strategia, jossa injektioalue vaihtelee 20 °N ja 20 °S leveyspiirien ±¹Ã¤±ô¾±±ô±ôä.  

±·Ã¤¾±»å±ð²Ô ±ô¾±²õä°ì²õ¾± tarkasteltiin aerosolimoduulin vaikutusta simulaatioiden tuloksiin. Aerosolimoduuli on ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä³¾²¹±ô±ô±ð¾±³ó¾±²Ô °ì²â³Ù°ì±ð³Ù³Ù䱹ä komponentti, joka laskee ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä²Ô hiukkasten ±¹Ã¤±ô¾±²õ¾±Ã¤ vuorovaikutuksia. Simulaatioissa ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óää²Ô ±ôä³ó±ð³Ù±ð³Ù³Ù¾±¾±²Ô 2-100 Tg(S)/yr (teragrammaa °ù¾±°ì°ì¾±Ã¤ vuodessa). Vertailun vuoksi ihmiskunnan nykyiset °ù¾±°ì°ì¾±±èää²õ³Ùö³Ù ovat n. 50 Tg(S)/yr, ja Pinatubo-tulivuoren purkaus ±ôä³ó±ð³Ù³Ù¾± n. 20 Tg(S)/yr °ù¾±°ì°ì¾±Ã¤ ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óää²Ô.  

Simulaatiot toistettiin kahdella eri aerosolimoduulilla 

Simulaatioissa °ìä²â³Ù±ð³Ù³Ù¾±¾±²Ô ECHAM-HAMMOZ ja EC-Earth3 ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä³¾²¹±ô±ô±ðÂá²¹, ja M7 ja SALSA aerosolimoduuleja. Simulaatioiden perusteella aerosolimoduulin valinta vaikuttaa ²õä³Ù±ð¾±±ô²âpakotteen ³¾Ã¤Ã¤°ùää²Ô. SALSA aerosolimoduulilla simuloidut ²¹±ð°ù´Ç²õ´Ç±ô¾±°ì±ð²Ô³Ùä³Ù tuottivat voimakkaampia ²õä³Ù±ð¾±±ô²âpakotteita, eli ±ð²Ô±ð³¾³¾Ã¤²Ô ±¹¾±¾±±ô±ð²Ô±ð³¾¾±²õ³Ùä. Aerosolimoduulin valinnalla ei kuitenkaan ollut ²õ±ð±ô°ì±ðää vaikutusta sateisuuteen. Kun ¾±²ÔÂá±ð°ì³Ù¾±´Ç³¾Ã¤Ã¤°ùä oli suurempi kuin 20 Tg(S)/yr , vuodenajan mukaan vaihteleva injektiostrategia viilensi ilmastoa tehokkaammin ja vaikutti sateisuuteen ±¹Ã¤³ó±ð³¾³¾Ã¤²Ô.  

Rikki-injektiot ³ó¾±±ô±ô¾±³Ù²õ±ð±¹Ã¤³Ù kasvihuonekaasujen vaikutuksia ¾±±ô³¾²¹°ì±ð³óä²õ²õä 

Tutkielmassa tarkasteltiin ³¾²âö²õ eri hiilidioksidipitoisuuksien kompensaatiota. Hiilidioksidi on ³¾±ð°ù°ì¾±³Ù³Ù䱹ä kasvihuonekaasu, joka aiheuttaa suuren osan ¾±±ô³¾²¹²õ³Ù´Ç²Ô±ôä³¾±è±ð²Ô±ð³¾¾±²õ±ð±ð²Ô johtavasta ²õä³Ù±ð¾±±ô²âpakotteesta. Yksinkertaistettuna kasvihuonekaasujen aiheuttama ²õä³Ù±ð¾±±ô²âpakote on positiivinen, ja rikki-injektioiden aiheuttama ²õä³Ù±ð¾±±ô²âpakote on negatiivinen. °Õä±ô±ôö¾±²Ô rikki-injektiot ±è²â²õ³Ù²â±¹Ã¤³Ù kumoamaan hiilidioksidipitoisuuden vaikutuksia.  

Tutkielmassa havaittiin, ±ð³Ù³Ùä vuodenajan mukaan vaihteleva strategia oli tehokkaampi kompensoimaan hiilidioksidipitoisuuksia, mutta kompensaation tehokkuus oli riippuvainen aerosolimoduulin valinnasta. Tuloksia ³ó²âö»å²â²Ô²Ô±ð³Ùää²Ô Ilmatieteen laitoksen ilmastonmuokkauksen tutkimuksessa. 

Projekti toteutettiin Ilmatieteenlaitoksen±õ±ô³¾²¹°ì±ð³óä²Ômallinnus -°ù²â³ó³¾Ã¤²Ô kanssa. Tutkimusprofessori Anton Laakso (Ilmatieteen laitos), ja Yliopistotutkija Vesa Apaja (Jyväskylän yliopisto) toimivat tutkielman ohjaajina.