Mustan hiilen vaikutus arktisella alueella ja vaikutusten mallintaminen laskennallisin menetelmin

• Main Author: Karinkanta, Risto
• Other Authors: Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Fysiikan laitos, University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics, Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik
• Format: Master Thesis
• Language: Finnish
• Published: Helsingfors universitet 2013
• Subjects: Physics; Fysiikka; Fysik; Arktis*
• Online Access: http://hdl.handle.net/10138/230388

Arktisen alueen ilmasto on erityisen herkkä ilmastonmuutokselle. Tämä johtuu muun muassa alueella vaikuttavista voimakkaista voimistavista palautekytkennöistä sekä meteorologisista syistä, jotka vaikuttavat hiukkasten kulkeutumiseen. Arktisen alueen ilmastonmuutoksella on merkittäviä vaikutuksia ekosfääriin, ihmisten toimintaan ja mahdollisesti myös termohaliinikiertoon. Erilaisilla aerosolihiukkasilla on merkittäviä ilmastollisia vaikutuksia. Musta hiili ja orgaaninen hiili ovat viime vuosina keskusteluun nousseita hiukkastyyppejä. Musta hiili, eli noki, on epäpuhtaasta palamisesta muodostuva hiukkastyyppi, jolla on ilmastoa lämmittäviä ominaisuuksia. Orgaaninen hiili taasen on muista hiilipitoisista yhdisteistä muodostunut aerosolihiukkastyyppi. Kahden edellä mainitun lisäksi sulfaattiaerosolihiukkaset ovat tarkastelun kohteena. Orgaaninen hiili ja sulfaatti jäähdyttää tyypillisesti ilmastoa. Hiukkasten epäsuoria vaikutuksia ei kuitenkaan tunneta hyvin. Tarkasteltavia kolmea aerosolihiukkastyyppiä syntyy usein samoissa lähteissä. Työssä tutkitaan erilaisien päästöskenaarioiden vaikutuksia käyttämällä globaalia aerosoli-ilmastomallia ECHAM5-HAM2. Ajot analysoitiin tutkimalla eroja perusvuoteen 2005 verrattuna. Mallin ajoaika on 5 vuotta ja ajosta lasketaan keskiarvollinen edustava vuosi. Eri skenaarioiden vaikutuksia verrataan normaaliajoon, joka noudattaa IIASA:n GAINS-skenaariota. Ajot suoritetaan vapaana ajona, jossa ajo ei rajoiteta sekä pakotettuna ajona, jossa mallin meteorologia pakotetaan seuraamaan todellisia arvoja. Työn tavoitteena on arvioida näiden päästöskenaarioiden vaikutuksia arktiseen alueeseen. Arktisella alueella pakotetun ajon tulokset vaikuttivat mielekkäämmiltä, sillä vapaassa ajossa tarkasteltaessa pientä osaa maapallosta jää erilaisen satunnaisvaihtelun merkitys suureksi. Vapaissa ajoissa ajoaikojen tulisi olla pidempiä kuin käytetty viisi vuotta. Kaikissa suoritetuissa pakotetuissa ajoissa arktisen alueen kokonaissäteilypakote kasvaa välillä +0,01 - +11,40 mW/m2. Tämä johtuu sekä ...