Mitä tutkit?
Ilmakehän aerosolit ovat 100–10 000 kertaa hiuksen halkaisijaa pienempiä pienhiukkasia. Niiden pitoisuus ilmakehässä vaihtelee sadoista satoihin tuhansiin yhtä kuutiosenttimetriä kohden.
Ensisijaisiksi hiukkasiksi kutsutut aerosolit ovat peräisin suorista päästöistä, kuten palamisesta syntyvästä mustasta hiilestä. Toissijaiset hiukkaset puolestaan muodostuvat suoraan ilmakehässä, kun tietyt kaasumolekyylit muodostavat klustereita, jotka voivat edelleen kasvaa muiden kaasujen tiivistyessä.
Tutkimusryhmäni selvittää, miksi ja milloin näitä hiukkasia muodostuu ja miten ne vaikuttavat säähän, ilmastoon ja terveyteen.
Mihin ja miten tutkimusaiheesi vaikuttaa?
Maapalloon kohdistuu monia uhkia, kuten lämpötilan nousu ja kaupunkien vakavat ilmansaasteet.
Ilmakehässä aerosolit vaikuttavat pilvipisaroiden muodostumiseen. Mitä enemmän pienhiukkasia on, sitä enemmän myös pilvipisaroita syntyy, ja sitä pienempiä pisarat ovat. Pienemmät pilvipisarat kestävät pidempään kuin isommat, sillä niiden todennäköisyys kasvaa sadepisaran kokoiseksi ja tiivistyä on isoja pilvipisaroita vähäisempi. Näin pienet pilvipisarat vaikuttavat maapallon pintaan ulottuvan säteilyn määrään ja viilentävät planeetan ilmastoa.
Kaupungeissa, joissa ihmisperäisten saasteiden määrä on suuri, pienhiukkaset ovat terveydelle haitallisia. Ne voivat tunkeutua syvälle ihmisten hengityselimiin. Jos pitoisuudet pysyvät pitkään korkeina, hiukkaset voivat aiheuttaa vakavia terveysongelmia.
Jos haluamme antaa päättäjille suosituksia typen oksidien, rikkidioksidin, aromaattisten yhdisteiden ja muiden ihmisen toiminnan aiheuttamien saastepäästöjen vähentämiseksi, on tärkeää tuntea kattavasti aerosolien muodostumiseen liittyvät prosessit ja monimutkainen ilmakehän kemia.
Mikä alallasi inspiroi sinua erityisesti juuri nyt?
Ratkaisemme parhaillaan koneoppimisen ja tekoälyn avulla monimutkaisia ilmakehän kemiallisia järjestelmiä ja pienhiukkasten dynamiikkaa. Ensisijaisena tavoitteenamme on selvittää tiettyjä kemiallisia järjestelmiä, joita ei tähän mennessä ole sisällytetty kemiallisiin ilmakehämalleihin, mutta jotka vaikuttavat ratkaisevasti pienhiukkasten muodostumiseen.
Toiseksi haluamme luoda neuroverkkoja, joilla voidaan tutkia sekä kemiallisia että aerosolien dynamiikkaan liittyviä ilmiöitä. Tällaisia neuroverkkoja voidaan myöhemmin soveltaa alueellisiin sääennusteisiin sekä ilmanlaatu- ja ilmastoennusteisiin. Laajamittainen mallinnus vaatii valtavasti laskentatehoa.
Onnistuessaan neuroverkkotutkimus mullistaisi ilmakehätieteen, sillä verkot olisivat yli tuhat kertaa nopeampia kuin yksityiskohtaiset mallit.
Michael Boy on ilmakehätieteen ja sovelletun matematiikan professori matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa.
Tutustu muihin uusiin professoreihin.