Tutkimus Yhteystiedot

Värriön tutkimusasema
Metsätieteiden laitos
Ainijärventie 114
98840 Ruuvaoja
Puh. 040 827 6535
etunimi.sukunimi@helsinki.fi

SMEAR - Station for Measuring Ecosystem-Atmosphere Relations

Vuonna 1991 Värriön tutkimusaseman yhteyteen, Kotovaaran laelle, kilometri tukikohdasta pohjoiseen, perustettiin SMEAR-asema. Sen alkuperäinen tavoite oli seurata erityisesti Kuolan niemimaalta tulevia teollisuusperäisiä rikkidioksidi- ja muita ympäristölle haitallisiksi luettavien päästöjen laskeumia. Ensimmäiset mittaukset keskittyivät paitsi rikkidioksidiin myös typen oksideihin ja otsoniin. Samanaikaisesti alkoi hiilidioksidin mittaus ja mäntyjen fotosynteesin seuranta. Kotovaaraan pysytettiin monipuolinen säähavaintotorni, joka nousee latvuston yläpuolella. Mittauksia laajennettiin 1990-luvun aikana luontoperäisiin hiukkasiin.

Mittausten avulla selvitetään etenkin metsän ja ilmakehän välistä vuorovaikutusta. Asemaa ylläpitävät yhteistyönä Helsingin yliopiston metsätieteiden ja fysiikan laitokset. SMEAR -asemia on Värriön lisäksi Juupajoella Hyytiälän metsäasemalla, Helsingissä ja Kuopiossa.

SMEAR -asemat

Säätilan mittaukset

SMEAR-aseman yhteydessä on 16 metriä korkea säähavaintotorni. Tornissa on viidellä eri korkeudella (2m, 4m, 6.6m, 9m ja 15m) lämpötilan, ilmankosteuden ja tuulen nopeuden mittalaitteet. Lämpötila ja ilmankosteus mitataan Rotronic MP100H–laitteella ja tuulen voimakkuus mitataan pyörivillä kuppianemometreillä (Delta-T AN1). Tornin huipulla 16 metrissä on Thies 2D ultraääni-anemometri, joka mittaa tuulen suuntaa ja nopeutta kahdessa ulottuvuudessa

Kasveille käyttökelpoista auringon säteilyä, ns. fotosynteettisesti aktiivista eli PAR-säteilyä (400-700 nm) mittaa Li-Cor LI-190SB kvanttisensori ja kokonaissäteilyä eli auringosta tulevaa ja taivaalta siroavaa säteilyä Li-Cor LI-200SB minipyranometri. Tornista mitataan myös ultravioletti A-säteilyn (320-400nm) ja ultravioletti B-säteilyä (280-315nm) Solar Light 501A analogisella tunnistimella.

Maalämpötilan mittaukseen käytetään Värriöllä Pt-100-sensoria ja ilmanpaineen mittaukseen Druck DPI 260 barometriä. Sadetta havainnoi Vaisalan DPD 12 A. Sademäärän mittaukseen käytetään Delta-T RG1 sademittaria.

Päivitetty: 9.10.2005, teksti: Katrianne Lehtipalo ja Veli Pohjonen

Aerosolimittaukset

Aerosolit ovat pieniä ilmassa leijuvia kiinteitä tai nestemäisiä hiukkasia kokovälillä 1 nanometri (nm) – 100 mikrometriä (μm). Aerosoleja on ilmassa kaikkialla, mutta niiden pitoisuudet ilmakehässä voivat vaihdella suuresti alle yhdestä hiukkasesta kuutiometrissä aina miljooniin. Aerosoleilla on sekä suoria, että epäsuoria vaikutuksia esimerkiksi maapallon ilmastoon ja ihmisten terveyteen.

Ilmakehän hiukkaspitoisuutta ja kokojakaumaa mitataan DMPS-laitteistolla (Differential Mobility Particle Sizer). Sen perusosat ovat varaaja, differentiaalinen liikkuvuusanalysaattori (DMA) ja tiivistymisydinlaskuri (CPC/CNC). Laitteisto antaa hiukkasille tunnetun varausjakauman, valitsee sähkökentän avulla mitattavien aerosolien kokoluokan ja kasvattaa tiivistymisen avulla hiukkaset kokoon, jossa ne pystytään optisesti havaitsemaan.

Värriöllä käytetään kahta DMPS-laitteistoa. Ensimmäisessä on tiivistymisydinlaskurina (kuvan) TSI 3025, joka havaitsee hiukkasia 3 nm:stä ylöspäin ja toisessa TSI 3010, jonka havaitsemisen alaraja on 8 nm.

Värriön SMEAR - mittaus tuottaa päivittäin perustiedon pienhiukkasten kokojakaumasta ja määrästä.

Päivitetty: 3.6.2006, teksti: V. Pohjonen, V. Vakkari ja K. Lehtipalo

Epäorgaaniset kaasut

Monet epäorgaaniset kaasut heikentävät ilman laatua. Ne voivat vaikuttaa sekä ihmisten terveyteen että luonnon hyvinvointiin.

Epäorgaanisista kaasuista Värriöllä mitataan rikkidioksidia( SO2), typen oksideja (NO ja NOx), sekä otsonia (O3). Typen oksideja mittaa kemialliseen luminesenssiin perustuva API Ultra 200AU (Advanced Pollution Instruments, San Diego, USA). Rikkidioksidia havainnoidaan fluoresenssin avulla API Ultra 100A –laitteella. Otsonin määrää analysoidaan ultravioletti -valon absorptioon perustuvalla API 400:lla.

Päivitetty: 9.10.2005, teksti: Katrianne Lehtipalo ja Veli Pohjonen

Puista tehtävät mittaukset

Puista tehtävien mittausten tarkoituksena on tutkia, miten ympäristötekijät vaikuttavat puiden fotosynteesiin, vedenkuljetukseen ja kasvuun. Mittaukset aloitetaan keväisin huhtikuussa ja niitä jatketaan syksyllä lokakuulle asti.

Aseman pohjoispuolisen Kotovaaran tasaikäisestä metsästä, Smear-metsiköstä, on valittu neljä mäntyä, joiden yksi oksa on suljettu läpinäkyvään kyvettiin eli näytekammioon. Kyvettien luukut sulkeutuvat automaattisesti vuorotellen aina minuutiksi kerrallaan. Tänä aikana mitataan kyvetin hiilidioksidi- ja vesihöyrypitoisuutta. Jokaisessa kyvetissä on myös lämpötila- ja säteilyanturit (PAR) ympäröivien valaistus- ja lämpötilaolosuhteiden tarkkailuun. Mittauksilla saadaan tietoa puussa tapahtuvasta fotosynteesistä eli yhteyttämisestä, respiraatiosta eli hengityksestä ja transpiraatiosta eli haihduttamisesta.

Smear-metsikössä tutkitaan mäntyjen kasvua myös mittaamalla kasvujakson aikana päivittäin kahdesta männystä latvakasvaimen pituus työntömitalla. Puissa on myös paksuuskasvuantureita, jotka mittaavat mäntyjen läpimitan kasvua ja vuorokautista sykliä.

Päivitetty: 1.10..2005, teksti: Katrianne Lehtipalo ja Veli Pohjonen