Opintolinjat ja kurssit

Aerosolit ovat ilmassa leijuvia pieniä nestemäisiä tai kiinteitä hiukkasia. Aerosolifysiikan tuntemus on olennainen osa ilmanlaadun, ilmastonmuutoksen ja mm. nanomateriaalien valmistuksen ymmärtämistä. Aerosolitutkijat tutkivat monenlaisia ilmakehän aerosolipopulaatioita koskevia ilmiöitä ja niihin liittyviä aineen olomuodon muutoksia kaasusta kiinteäksi erilaisten jatkuvasti kehittyvien kokeellisten, teoreettisten, tiedon analysointi- ja mallinnusmenetelmien avulla. Tästä erikoistumissuunnasta valmistuneet maisterit ovat uusimpien aerosolitutkimuksessa käytettävien teoreettisten käsitteiden, mittaustekniikoiden ja laskentamenetelmien asiantuntijoita.

Aerosolifysiikan opintosuunnan kursseja (englanniksi)

 

Hydrosfäärin geofysiikka tutkii vettä kaikissa olomuodoissaan fysikaalisin menetelmin. Hydrosfäärin geofysiikkaan kuuluvat hydrologia, kryologia ja fysikaalinen oseanografia. Hydrologiaan sisältyvät pintavesien kuten jokien ja järvien tutkimus, globaalit ja paikalliset hydrologiset syklit, vesivarannot ja geohydrologia eli pohjavesien tutkimus. Kryologia puolestaan tutkii lumeen ja jäähän liittyviä ilmiöitä, kuten jäätikön massatasetta ja dynamiikkaa, merijään fysiikkaa, lumipeitteen vaikutuksia ja routaa. Fysikaalinen oseanografia kattaa suurin piirtein Maapallon suolaiset vesistöt keskittyen kuvaamaan niiden dynamiikkaa, sekä laajan mittakaavan kiertokulkuja ja vesimassoja että paikallisia ilmiöitä kuten aallokkoa, kumpuamista, vuorovesiä ja merien akustiikkaa. Hydrosfääriä tutkitaan kenttämittausten, laajan ja suppean mittakaavan mallinnuksen ja prosessien matemaattisten kuvausten avulla. 

Hydrosfäärin geofysiikan opintosuunnan kursseja (englanniksi)

Meteorologia on ilmakehän fysiikkaa. Säätiedotukset ovat meteorologian tunnetuin sovellutus, mutta meteorologinen tieto on välttämätöntä myös ilmastonmuutoksen ymmärtämiseksi, ennustamiseksi ja lieventämiseksi. Meteorologit tutkivat ilmakehän ilmiöitä monenlaisilla ajallisilla ja paikallisilla skaaloilla teorioiden, simulaatioiden ja havaintojen avulla. Meteorologia on laskennallisten menetelmien kehityksen edelläkävijä: esimerkiksi kaaosteoria syntyi meteorologisen mallin odottamattoman käyttäytymisen pohjalta. Ilmakehätieteen maisteriohjelmassa meteorologia jaetaan edelleen dynaamiseen ja biometeorologiaan. Dynaaminen meteorologia käsittelee suuren mittakaavan ilmakehän dynamiikkaa, mallintamista ja havaintotekniikoita, kun taas biometeorologia keskittyy ilmakehän ja maanpinnan vuorovaikutukseen yhdistämällä esimerkiksi kasvihuonekaasujen ja energian virtausta käsittelevät havainnot ja mallit biogeokemikaalisiin sykleihin. Meteorologian erikoistumissuunnasta valmistuneet opiskeiljat ovat ilmakehän ilmiöiden asiantuntijoita, jotka pystyvät tuottamaan arvokasta uutta tietoa ja jakamaan tietämystään yhteiskunnan hyväksi.

Meteorologian opintosuunnan kursseja (englanniksi)

Biogeokemia tutkii sekä maanpäällisissä että vesiekosysteemeissä tapahtuvaan alkuaineiden kiertoon liittyviä prosesseja yhdistämällä fysiikan, meteorologian, geofysiikan, kemian, geologian ja biologian tietämystä. Luonnollisten ekosysteemien lisäksi se tutkii myös ihmisen toiminnan muuttamia systeemejä kuten eri tavoin hoidettuja metsiä, kuivattuja turvesoita, liiallisesta ravinteiden määrästä kärsiviä järviä ja kaupunkiympäristöä. Tärkeimmät tutkittavat aineet ovat hiili, typpi, rikki, vesi ja fosfori, jotka ovat elintärkeitä ekosysteemin toiminnalle ja esimerkiksi fotosynteesille eli prosessille, jossa kasvit ottavat epäorgaanista hiiltä maasta. Biogeokemia keskittyy usein eri tieteenalojen väliin jääviin alueisiin yhdistellen siten erilaisia tutkimusmenetelmiä. Se käsittelee ekosysteemejä avoimina yksikköinä, jotka ovat läheisessä yhteydessä ilmakehään ja litosfääriin. Siten opiskelijat saavat monipuolista koulutusta ympäristöasioissa ja tutkimusmenetelmissä. Biogeokemiasta valmistuneet ovat ekosysteemien toiminnan ja ekosysteemien ja ilmakehän/hydrosfäärin/litosfäärien välisten palautemekanismien asiantuntijoita globaalin muutoksen kontekstissa. Heidän tietämystään voidaan soveltaa ihmiskunnan suurten globaalien haasteiden kuten ilmastonmuutoksen, ilman saastumisen, metsien tuhoutumisen ja vesivarantoihin ja rehevöitymiseen liittyvien ongelmien ratkaisemisessa.

Biogeokemiallisten syklien opintosuunnan kursseja (englanniksi)

Kaukokartoituksen avulla voidaan kerätä tietoa ilmakehästä, meristä ja maamassoista. Maapallon luonnonjärjestelmien tilaa ja dynamiikkaa tarkkaillaan eri keinoin maanpinnalta, lentokoneista tai satelliittien kautta. Lidarilla ja tutkalla voidaan kuvata Maapalloa joko pinnalta tai lentokoneesta käsin, kun taas napa-alueilla tai geostationaarisella radalla kiertäviin satelliitteihin asennetut instrumentit mahdollistavat mittausten tekemisen laajoilta alueilta maailmanlaajuisesti. Ilmakehätieteissä kaukokartoitukselle on keksitty runsaasti sovelluksia, kuten esimerkiksi kasvihuone- ja muiden hivenkaasujen, aerosolin, vesihöyryn, pilvien ja sademäärän tarkkailu sekä maanpinnan ilmiöiden kuten kasvillisuuden, tulipalojen, lumipeitteen, merijään ja valtamereen liittyvien parametrien kuten kasviplanktonin havainnointi. Synergistinen satelliittidatan analysointi auttaa meitä tutkimaan ilmastojärjestelmän tärkeitä prosesseja ja palautemekanismeja. Kaukokartoitus edistää ilmastontutkimusta, sääennusteiden tekemistä, ilmanlaatutukimusta, ilmailun turvallisuutta ja uudistuvan energian teollisuutta. Kaukokartoituksen erikoistumissuunnasta valmistuneet opiskelijat ovat kaukokartoitusinstrumenttien toiminnan ja eri tiedonhankinta-, analyysi- ja tulkintamenetelmien laaja-alaisia asiantuntijoita.

Kaukokartoituksen opintosuunnan kursseja (englanniksi)

Ilmakehän kemia on ilmakehätieteiden haara, joka tutkii niiden aineiden koostumusta ja reaktioita, joista ilmakehä muodostuu. Ilmakehän kemia tutkii ilmakehän pieninä pitoisuuksina esiintyviä aineita ja niiden roolia kemiallisissa, geologisissa ja biologisissa prosesseissa, joihin kuuluu myös ihmisen vaikutus. Näiden hivenaineiden matalat pitoisuudet ja korkea reaktiivisuus asettavat tiukat vaatimukset niiden tutkimiseen käytettäville mittaus- ja mallinnusmenetelmille. Analyyttinen kemia on aineen koostumukseen ja rakenteeseen liittyvän tiedon hankkimisen, käsittelyn ja raportoinnin tutkimusta, ja sillä on keskeinen rooli tieteen kehityksessä. Ympäristöanalyysin opinnot koostuvat uusimpien näytteenotto-, näytteen valmistelu- ja analysointimenetelmien sekä erityyppisille näytteille parhaiten soveltuvan analysointimenetelmän valinnan opiskelusta.  Fysikaalisen ilmakehän kemian opinnot keskittyvät ilmakehässä havaittaviin reaktiotyyppeihin ja -mekanismeihin painottuen reaktiokinetiikkaan, termodynamiikkaan ja mallinnusmenetelmiin. Ilmakehän kemian ja analysoinnin erikoistumissuunnasta valmistuneet opiskelijat ymmärtävät laaja-alaisesti ilmakehän kemiallisia prosesseja ja uusimpia ympäristöanalyysimenetelmiä, jotka kaikki ovat ympäristötutkimuksen kannalta elintärkeitä taitoja.

Ilmakehän kemia ja anlysointi opintosuunnan kursseja (englanniksi)