Tutkimukseni tavoitteena oli selvittää, miten kasviperäisten hiukkasten määrä muuttuu Amazonilla ilmaston lämmetessä ja miten se vaikuttaa Amazonin ilmastoon. Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) mukaan merkittävimmät epävarmuudet ilmastonmuutoksessa liittyvät aerosoleihin, ja luonnolliset aerosolit aiheuttavat suuremman epävarmuuden ilmastoon kuin antropogeeniset aerosolit. Amazonin sademetsä on erityisen sopiva kasviperäisten hiukkasten tutkimiseen ja tutkimuskysymykseni kannalta kiinnostava, sillä etenkin sadekaudella valtaosa aerosoleista on kasviperäisiä.
Tutkimusaineistona käytettiin satelliittien keräämiä havaintoja, joiden avulla määritettiin lämpötila (LST, engl. land surface temperature), aerosolien määrä ilmakehässä (AOD, engl. aerosol optical depth) sekä eri pienhiukkaslähteitä. Samat lähteet, jotka tuottavat pienhiukkasia ilmakehään, päästävät sinne myös hivenkaasuja. Erilaiset lähteet tuottavat erilaisia pienhiukkasia ja kaasuja, joten yhdistämällä havaintoja pienhiukkasista ja hivenkaasuista voidaan niiden lähteet selvittää luotettavammin. LST ja AOD määritettiin AATSR:n (Advanced Along-Track Scanning Radiometer) havaintojen avulla. Pienhiukkaslähteiden tunnistamiseen käytettiin OMI:n (Ozone Monitoring Instrument) keräämiä havaintoja typpidioksidista (NO2) ja formaldehydistä (HCHO) sekä AIRS:n (Atmospheric Infrared Sounder) havaintoja hiilimonoksidista (CO).
Tulosteni mukaan pienhiukkasten määrä vaihtelee Amazonilla vuoden aikana varsin paljon: sadekaudella hiukkasten määrä on hyvin vähäinen, kun taas kuivalla kaudella määrä kasvaa moninkertaiseksi laajojen metsäpalojen seurauksena. Voisi olettaa, että lämpimämpinä aikoina myös metsäpalot lisääntyisivät, mutta tulosten mukaan palokaudella pienhiukkasten määrä pienenee lämpötilan noustessa. Suuri osa paloista on kuitenkin ihmisen sytyttämiä, joten myös ihmistoiminnalla on merkittävä vaikutus palokauden hiukkasiin.
Hiilimonoksidia ja formaldehydiä muodostuu sadekaudella pääosin kasviperäisistä lähteistä, ja erityisesti hiilimonoksidin määrän havaittiin korreloivan positiivisesti lämpötilan kanssa, mikä viittaa kasviperäisten hiukkasten määrän kasvuun lämpötilan noustessa. Sadekaudella suurin osa hiukkasista on kasviperäisiä ja silloin AOD:n lämpötilariippuvuus on 0,008 ± 0,015 K-1, joten kasviperäisten hiukkasten suora säteilyvaikutus on siten –0,22 ± 0,40 Wm-2K-1 pilvettömälle taivaalla ja –0,08 ± 0,16 Wm-2K-1, kun pilvien osuus on 60 % koko taivaasta.
Lämpötilan noustessa kasviperäiset hiukkaset siis todennäköisesti aiheuttavat negatiivisen säteilypakotteen ja siten hillitsevät ilmaston lämpenemistä. Toisaalta tulokseni kuitenkin osoittavat, että metsäpalot ovat hiukkasten merkittävin lähde Amazonilla, sillä metsäpalojen yhteydessä esiintyy merkittävästi luonnollista tasoa enemmän hiukkasia. Metsäpaloista syntyneet hiukkaset todennäköisesti määrittelevätkin AOD:n muutokset myös tulevaisuudessa.
