Matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa ilmastonmuutokseen liittyviin ongelmiin panostetaan laajasti ulottuen kvanttitason ilmiöistä ja aerosolihiukkasten dynamiikasta biogeokemiallisiin kiertoihin (ilmakehän, vesikehän ja ekosysteemien vuorovaikutukset). Maapallon ilmastoa määrittävät mutkikkaasti toisiinsa kytkeytyneet prosessit, takaisinkytkennät ja kaukoyhteydet. Eliöstö ja sen geofysikaalinen ja geokemiallinen ympäristö ovat kehittyneet yhdessä, mikä on johtanut joukkoon monimutkaisia vuorovaikutuksia ja takaisinkytkentöjä.

ml-ilmasto4

 

Ilmastonmuutostutkimus kytkeytyy selkeästi useaan tieteenalaan, kuten kemiaan, fysiikkaan, meteorologiaan, biologiaan, metsä- ja maataloustieteisiin ja geotieteisiin. Ilmakehätutkimus edellyttää prosessitason ymmärrystä alkaen kvanttikemiasta. Tätä ymmärrystä sovelletaan globaaleihin malleihin. Tutkimusmenetelmät sisältävät sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta. SMEAR-asemilla tehtävien jatkuvien mittauksien täysimääräinen hyödyntäminen edellyttää uusien data-analyysimenetelmien kehittämistä ja käyttöönottoa sekä näiden tulosten vertaamista mallien antamiin tuloksiin.

Mikrometeorologian keinoin tutkitaan ilmakehän ja ekosysteemien vuorovaikutuksia. Käynnissä oleva tutkameteorologinen tutkimus liittyy ns. kirkkaan ilman kaikujen aiheuttajien selvittämiseen sekä niiden meteorologiseen hyödyntämiseen erityisesti rajakerroksen mesometeorologisten ja pilvifysikaalisten ilmiöiden tutkimuksessa sekä mm. ympäristösovellutuksissa. Myös kaukokartoitusmenetelmien hyödyntäminen ja edelleen kehittäminen on välttämätöntä tulosten yleistämiseen globaalille tasolle.

Napa-alueilla on erityisrooli maapallon ilmaston säätelyssä. Tiedekunnassa tehdään tutkimusta lumen ja jään dynamiikkaan liittyen. Näiden ilmiöiden mallinnus tukee ilmastotutkimusta. Tiedekunnassa tutkitaan myös ratkaisuja, joilla voidaan hillitä ilmastonmuutosta. Tiedekunnassa tutkitaan myös aktiivisesti muinaista ilmastoa ja sen kehitystä alueellisesti ja globaalisesti. Keskeisinä menetelminä ovat laajoihin fossiiliaineistoihin ja muihin geologisiin indikaattoreihin perustuva muinaisen ilmaston rekonstruktiotutkimus ja sen avulla muinaisuuden oloihin sovitettu ilmastonmallinnus.

Tutkimuksessa on mukana valtakunnallinen huippuyksikkö ”Ilmakehän koostumuksen ja ilmaston muutoksen fysiikka, kemia, biologia ja meteorologia”, kaksi ”Distinguished Professor Programme- (FiDiPro)”-ohjelmalla palkattu professoria sekä yksi akatemiaprofessori. Lisäksi alalle on myönnetty mm. Euroopan tutkimusneuvoston ERC:n ”Advanced Investigator Grant” rahoitusta. Tiedekunta ajaa aktiivisesti myös yleiseurooppalaisen EINAR-tutkimuskeskuksen (Institute for Atmospheric Research and Earth System Science) perustamista Kumpulan kampukselle.