Browsing by Author "Hakala, Simo"

Ilmakehän aerosolihiukkasilla on merkittäviä vaikutuksia ilmastoon ja ihmisten terveyteen. Suuri osa näistä aerosolihiukkasista on peräisin uusien pienhiukkasten muodostumistapahtumista eli NPF-tapahtumista (New Particle Formation). NPF-tapahtumissa ilmakehän höyryistä muodostuu pienhiukkasia, jotka alkavat kasvaa. Tämä tutkielma käsittelee läntisessä Saudi-Arabiassa tehdyissä aerosolimittauksissa havaittuja NPF-tapahtumia. Tarkoituksena on määrittää NPF-tapahtumien yleisyys sekä näiden voimakkuutta ja siten ilmasto- ja terveysvaikutuksellista potentiaalia kuvaavat muodostumis- ja kasvunopeudet. Lisäksi erityisen mielenkiinnon kohteena ovat nk. kutistumistapahtumat, joissa NPF-tapahtumissa syntyneiden hiukkasten moodin keskimääräisen halkaisijan havaitaan pienenevän kasvuvaiheen jälkeen. NPF-tapahtumien tunnistaminen sekä muodostumis- ja kasvunopeuksien määrittäminen perustuivat aerosolihiukkasten lukumääräkokojakaumamittausten analysointiin. Muodostumisnopeudet laskettiin vuomenetelmällä ja kasvunopeudet seuraamalla automaattisesta moodisovitusalgoritmista saatujen halkaisijoiden aikakehitystä. NPF-tapahtumien tunnistaminen perustui lukumääräkokojakaumien visuaaliseen tarkasteluun. NPF-tapahtumien piirteisiin vaikuttavia tekijöitä selvitettiin lähinnä käytettävissä olevien meteorologisten suureiden mittausten sekä dispersiomallilla laskettujen ilmamassojen lähdealueiden avulla. Lukumääräkokojakaumamittausten analysointi osoitti, että NPF-tapahtumat ovat tarkastellulla mittauspaikalla hyvin yleisiä ja voimakkaita. NPF-päivien esiintymistiheys oli 73 % luokitelluista päivistä (454 kpl) ja keskimääräiset muodostumis- ja kasvunopeudet olivat 13,5 cm-3 s-1 (J7nm) ja 8,2 nm h-1 (GR7-12nm). 76 %:ssa NPF-tapahtumista havaittiin lisäksi kutistumistapahtuma. Kutistumistapahtumien esiintymistiheys sekä muodostumis- ja kasvunopeudet olivat hieman suurempia kesäkuukausina, kun taas NPF-tapahtumien yleisyydellä ei ollut selkeää vuodenaikaisvaihtelua. NPF-tapahtumat ja niiden voimakkuus ovat mitä todennäköisimmin riippuvaisia rannikon puolelta kulkeutuvista antropogeenisistä päästöistä. Tähän viittaa erityisesti se, että pienhiukkasten muodostumista ei havaittu lainkaan sisämaasta peräisin olevissa ilmamassoissa. Kutistumistapahtumat eivät vaikuttaneet olevan yhteydessä hiukkasten haihtumista lisääviin tekijöihin (lämpötilan kasvu, ilmamassojen sekoittuminen). Ilmamassojen lähdealueiden ja antropogeenisten päästöjen horisontaalisen jakauman tarkastelu viittasivat puolestaan näennäiseen kutistumisprosessiin. Tässä moodin halkaisijan pieneneminen aiheutuisi haihtumisen sijaan heikommista NPF-tapahtumista peräisin olevien, ja siten vähemmän kasvaneiden hiukkasten havaitsemisesta.