Astetta parempi ilmasto

Vain riittävä aineisto maapallon tilasta mahdollistaa ilmaston monipuolisen analyysin. Kattavat mittaukset ovat avain siihen, että saamme luotettavaa tietoa esimerkiksi siitä, mitkä alueet maapallolla voivat vahvistaa hiilinieluja ja lisätä ilmakehää viilentävien pienhiukkasten syntyä. Helsingin yliopiston ilmakehätutkijat ovat rakentaneet ainutlaatuisen ilmakehän ja metsien vuorovaikutusta tutkivan SMEAR II-mittausaseman, jossa mittauksia on tehty jo lähes 30 vuotta. Juupajoen Hyytiälässä sijaitsevalla asemalla mitataan yli 1200 erilaista muuttujaa ilmassa ja ympäristössä ympäri vuorokauden. SMEAR-asemia on Suomessa yhteensä neljä.

Maailman pisimpään jatkuneet mittaustulokset ja aikasarjat ovat erityisen arvokkaita, koska ilmaston dynamiikan ymmärtäminen vaatii pitkäaikaisia mittauksia samassa paikassa. Aikasarjamme ovat avoimesti kaikkien tutkijoiden ja yliopistojen käytössä, jotta tutkimus etenisi mahdollisimman nopeasti. Suomen lisäksi SMEAR-asemia on jo perustettu Kiinaan, viimeksi vuonna 2018 Pekingiin, jossa ilmakehätieteellä on myös oma tutkimuslaboratorio. Tavoitteemme on laajentaa SMEAR-tutkimusasemien verkosto globaaliksi, koska vain yksityiskohtaisen tiedon ja sen pohjalta syntyvän ymmärryksen pohjalta voidaan tehdä tehokkaasti vaikuttavia päätöksiä.

Ilmastonmuutoksen hillitsemisen edellytyksenä on se, että maapallon hiilinielut kasvavat suuremmiksi kuin hiililähteet. Kasvihuonekaasujen vähentäminen ei riitä, vaan ilmakehässä jo olevaa hiilidioksidia on sidottava muun muassa viljelysmaihin ja metsiin. Esimerkiksi peltoihin ja laitumiin voidaan tutkijoiden alustavien arvioiden mukaan säilöä jopa sellainen määrä hiiltä, joka vastaa viidesosaa ilmastonmuutoksen edellyttämistä luonnollisista maankäytön ratkaisuista. Toistaiseksi ei kuitenkaan tiedetä täsmälleen, miten tähän tavoitteeseen päästään.

Korkeatasoisella SMEAR-mittauslaitteistollamme voimme tutkia myös peltoviljelyn vaikutuksia ilmastoon ja ilmanlaatuun. Kun tunnemme paremmin nämä vuorovaikutusmekanismit, osaamme valita sellaiset viljelymenetelmät, jotka samanaikaisesti pienentävät kasvihuonekaasu- ja typpipäästöjen määrää sekä lisäävät peltomaan kykyä sitoa ja varastoida hiiltä pitkällä aikavälillä.

Myös metsätieteiden tutkimus Helsingin yliopistossa on maailman huippua, ja metsätieteilijät yhdessä fyysikoiden kanssa ovat jo pitkään tutkineet metsien ja ilmakehän vuorovaikutusta. Tutkimuksen painopiste on selvittää, miten voimme tehostaa metsien kykyä sitoa hiiltä ja miten kyky vaihtelee esimerkiksi metsätyypeittäin.

Yhdeksän kymmenestä ihmisestä maailmassa hengittää jo nyt ilmaa, joka vaikuttaa haitallisesti terveyteen. Ilmakehän kemikaalicocktail johtaa vuosittain yli 5,5 miljoonan ihmisen ennenaikaiseen kuolemaan.

Ilmanlaatua kuvaavat nykyiset indeksit eivät kerro koko kuvaa ilmanlaadun tilanteesta. Indeksien takana olevat mittalaitteet pystyvät tunnistamaan keskimäärin noin 10 erilaista partikkelia, mutta SMEAR-asema tavoittaa jopa 1200 erilaista ilmakehän ainesosaa. Nykyiset mittarit eivät myöskään pääse kiinni alle 2,5 pikometrin (biljoonasosa metristä) kokoisiin pienhiukkasiin. Valitettavasti nämä kaikkein pienimmät hiukkaset ovat usein kaikkein vaarallisimpia.

Ilmanlaatutiedon parantamiseksi tarvitaan SMEAR-mittausasemien lisäksi älykäs sensoriverkosto, jonka kautta dataa kerätään laajasti halutulta alueelta. Sensorien keräämä tieto kalibroidaan automaattisesti tekoälyn ja SMEAR-datan avulla. Näin saadaan huippulaatuista ilmanlaatutietoa saasteista kärsivien kaupunkien viranomaisille päätöksentekoa varten, ja helpottamaan asukkaiden arkea. Parhaillaan MegaSense-sensoriverkkoa pilotoidaan Helsingissä ja Pekingissä. Alustavien tulosten perusteella näyttää siltä, että kerätty aineisto tuottaa aivan uutta ymmärrystä tehokkaiden ratkaisujen tekemiseksi esimerkiksi Pekingin kaupungille. Huippulaatuinen ilmanlaatututkimus – SMEAR-asema yhdistettynä alueellisesti kattavaan sensoriverkostoon – on avain miljoonien ihmisten elämän laadun ja terveyden edistämiseen.

Helsingin yliopisto on vahvistanut ilmastoon liittyvän huippututkimuksen edellytyksiä perustamalla Ilmakehätieteiden keskuksen (INAR). Keskus edistää ilmakehän ja ympäristön tutkimusta sekä tuottaa tutkimustietoa yhteiskunnan käyttöön. Keskus kytkeytyy moneen tieteenalaan: fysiikkaan, kemiaan, meteorologiaan, metsätieteisiin, ympäristötieteisiin ja enenevässä määrin myös yhteiskunnallisiin tieteisiin.

Monitieteinen tutkimus onkin Helsingin yliopiston erityinen vahvuus. Suurten makroilmiöiden, kuten ilmastojärjestelmien ja ilmastonmuutoksen, ymmärtäminen edellyttää samanaikaista syventymistä sekä molekyylitason yksityiskohtiin että globaalin tason muutoksiin. Vain näin ekosysteemistä saadaan ehjä kuva.

Ilmakehätieteen keskuksella on tärkeä rooli myös kansainvälisten tutkimusverkostojen ja infrastruktuurien koordinoimisessa. Tämä edistää tutkimuksen edistymistä, vaikuttavuuden leviämistä ja resurssien tehokasta käyttöä. Myös monitieteinen kestävyystieteiden instituuttimme HELSUS osallistuu yhteiskunnan kestävyysmuutokseen ja sen tavoite on olla kansainvälisesti houkutteleva tutkimusyhteisö. HELSUS osallistuu YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden toteutumista Suomessa seuraavien indikaattorien kehittämiseen.

Ilmastonmuutoksen pysäyttämiseen tarvitaan tutkimustietoa ja ymmärrystä siitä, mitä maan pinnalla, ilmakehässä ja koko planeettamme ekosysteemissä tapahtuu. Onnistuaksemme tavoitteessamme tarvitsemme myös sinun apuasi. Tee lahjoitus tieteelle ja koko ihmiskunnalle.