<< etusivulle


Ilmakehätieteiden keskuksen laboratorioinsinööri, FT Pekka Rantala esittelee laboratoriota..

Laboratorioinsinööri Pekka Rantala johdattaa meidät Ilmakehätieteiden keskuksen laboratorioon. Siellä kootaan parhaillaan kokonaisuutta, joka tunnetaan nimellä DMPS. Se tulee sanoista 'differential mobility particle sizer'. DMPS-laitteilla on keskeinen tehtävä ilmakehää koskevissa mittauksissa. Mittauksista saadaan perustavanlaatuisia tietoja ilmakehässä leijuvien hiukkasten kokojakaumista ja pienhiukkaspitoisuudesta, sanoo Pekka Rantala.

Vastaavilla laitteilla on saatu mittaustuloksia jo noin kahdenkymmenen vuoden ajalta. Juuri aikasarjat, eli pitkältä ajanjaksolta kertyneet, keskenään vertailukelpoiset mittaustulokset ovat ilmakehätutkimuksessa ratkaisevan tärkeitä. Suomessa on onneksi kartutettu ilmakehän koostumusta mittaavia aikasarjoja jo pitkään. DMPS-laitteet täyttävät eurooppalaisen tutkimusorganisaation niille asettamat standardit.

DMPS:n Core sampling-osia Kampusverstaalla.



- Kampusverstaalla näiden laitteiden osia tehtiin kokonainen kymmenen sarja. Tämä onkin verstaan tilanteessa harvinainen sarjatyö. On kyllä tavallista, että meille tulee paljon töitä juuri täältä Inarista, eli Ilmakehätieteiden keskuksesta. Viime aikoina täältä on tullut jopa neljännes kaikista tilauksistamme, sanoo kampusverstaan työnjohtaja Jukka Ukkonen.

Ilmakehätieteiden keskusta kuulee täällä sanottavan lyhyesti vain Inariksi, sen virallisen lyhenteen mukaisesti (INAR). Keskuksen tutkimuskohteena on ilmakehä ja ympäristö, joista se tuottaa tietoa laajalti ja monitieteisesti, nanometrin pienhiukkastason yksityiskohdista aina koko maailman ilmastoa koskeviin ilmiöihin asti. Ilmakehää tutkitaan fysiikan, kemian, meteorologian sekä metsä- ja ympäristötieteiden ja enenevästi myös yhteiskuntatieteiden pohjalta. Vastaavia keskuksia on myös muissa maissa, mutta suomalainen erikoisuus on sen painottuminen erityisesti fysiikkaan. Ilmakehätieteiden keskus sijaitsee Helsingin yliopistossa. Sen kansalliset yhteistyökumppanit ovat Ilmatieteen laitos, Itä-Suomen yliopisto sekä Tampereen yliopisto. Alan opetus kuuluu myös keskuksen tehtäviin.

Nykyisin tuskin kovinkaan moni enää tosissaan ihmettelee, miksi ilmakehästä ja ilmaston muuttumisesta on saatava luotettavaa, tieteelliseen tutkimukseen perustuvaa tietoa. Sen sijaan kovin yleisesti ei ole tiedossa, että suomalainen ilmakehätutkimus kuuluu maailman huippuihin alallaan. Professori Markku Kulmalan johtama tutkimusryhmä kehitti mittausteknologian, jolla ilmakehän pienhiukkasia pystytään mittamaan aina yhden nanometrin (nm), siis millimetrin miljoonasosan tai mikrometrin tuhannesosan kokoluokkaan ja tarkkuuteen asti. Se osoittautui tärkeäksi läpimurroksi ilmakehätutkimukselle ja sen soveltamiselle. Se mahdollisti myös tutkimukseen pohjaavien innovaatioiden kaupallisia sovelluksia. Viime mainituista ovat esimerkkeinä Airmodus Oy, joka valmistaa hiukkaslaskureita ja Karsa Oy, joka valmistaa esimerkiksi lentokenttien turvatarkastuksissa käytettäviä räjähdesensoreita.



Core sampling inlet kasattuna Pekka Rantalan kädessä.

- Inarin laboratoriolle kuuluu tutkimusasemien mittalaitteistojen huolto ja korjaukset sekä kehitys. Se tarkoittaa myös laitteiston uusimista ja niihin tarvittavien osien hankkimista. Eikä näitä mistään valmiina saa. Laboratoriolla on kyllä pieni paja täällä omassa kerroksessakin, mutta emme me pelkästään sillä pärjää. Tarvitsemme paljonkin kampusverstaan apua sekä tällaisessa rakentelemisessa että laitteita korjattaessa ja huollettaessa. Mittaaminen ja mittalaitteet muodostavat kuitenkin vain toisen puolen Inarin laboratorion tehtävistä. Toinen puoli muodostuu sen datan analysoinnista ja mallintamisesta, jota mittaustuloksista kertyy, sanoo Pekka.

Mittaaminen ja mittalaitteet ovat Inarin laboratoriolle keskeisiä. Mittaustulokset tuotetaan ns. kentällä. Keskuksella on Suomessa neljä mittausasemaa: Värriön mittausasema sijaitsee Lapissa, Sallan kunnassa. Hyytiälän mittausasema on Keski-Suomessa valtion laajojen metsäalueiden keskellä. Se muistuttaa jo pientä monitieteistä tutkimusasemaa vilkkaine seminaareineen, kursseineen ja kansainvälisine osallistujineen. Myös Kuopiossa ja Helsingissä on mittausasemat. Suomalaisilla mittausasemilla käytetään Inarin johtajan, professori Markku Kulmalan kehittämää globaalia mittausjärjestelmää (SMEAR). 



 

Vasemmalla DMPS:n DMA-osa (Differential Mobility Analyzer) ja oikealla DMPS- sekä massaspektrometridataa havaintoasemilta.

Tuntuu jännittävältä katsoa Inarin laboratorion lukuisten näyttöjen graafiikkaa. Näemme, että esimerkiksi Hyytiälän metsissä ei juuri tähän aikaan vuodesta tapahdu kovin paljoa. Jos olisi vaikka keväinen keskipäivä, saattaisimme ehkä nähdä miten pienhiukkaset - siis ne luonnolliset, metsän itsensä tuottamat - lähtevät kasvamaan. Ja että kasvu jatkuu iltaan tai yöhön asti. Ja että silloin muodostuu myös suurempia hiukkasia. Tai tarkemmin sanoen näkisimme, jos joku niitä meille tulkitsisi..

Sen sijaan karttakuvaa maailmalla olevista havaintoasemista ja niitä yhdistävistä säikeistä on maallikonkin helpompi hahmottaa. On vaikuttavaa ajatella, että tutkijoiden käyttöön saadaan ajankohtaisia havaintoja eri puolilta maailmaa. Esimerkiksi Etelänapamantereelta, jossa on vain vähän ihmisen toiminnan jälkiä. Tai Huippuvuorilta, jonka mustasta hiilestä ja sen vaikutuksesta jään sulamiseen on viime vuosina uutisoitu. Totta kai myös Pekingistä ja Etelä-Kiinasta.

Inarin seinällä oleva päivittyvä näyttö muistuttaa myös kaikkien aikojen suurimmasta tutkimusretkestä. Tutkimuslaiva Polarstern tekee vuoden kestävää matkaansa Pohjoisella jäämerellä jäälautalla ajelehtien. Laivalla ja retkikunnan leirissä on vuoden mittaan mukana myös seitsemän suomalaista tutkijaa. Alueella mitataan ja analysoidaan arktista ilmakehää ja jäätä, mutta myös koko ilmakehä-merijää-merisysteemin toimintaa. Monella tavalla uraa uurtavassa MOSAiC-tutkimushankkeessa on mukana 600 tutkijaa 19:sta eri valtiosta. Hankkeesta saatava data julkaistaan aikanaan koko tiedeyhteisön vapaaseen käyttöön. – Eniten meitä kiinnostaa muutos, sillä pohjoinen pallonpuolisko muuttuu niin hurjalla vauhdilla, että hirvittää, sanoo Inarin tutkimuskoordinaattori Tuija Jokinen.

Inarista lähdettäessä tulee ajatelleeksi miten monimutkaisesta ja monen suuntaisia kytkentöjä ja takaisinkytkentöjä sisältävästä kokonaisuudesta ilmakehän ja ympäristön suhteessa onkaan kysymys. Ja että tutkijat jos ketkä korostavat, miten vähän siitä vasta tiedetään.



<< etusivulle


Luupin päätoimittaja: rehtori Tiina Parikka
Tekstit: Liisa Kunttu | Kuvat: toinen ylhäältä Jukka Ukkonen, muut Heikki Kunttu | toteutus: monimediatoimisto KUTOMO |
Julkaisija: Kelloseppäkoulu | Vanha maantie 11, 02650 Espoo | Puhelin: +358 9 4355 770 |


https://www.kelloseppakoulu.fi