Ilmastonmuokkaus merisuolainjektioilla: vaikutukset merellisiin kumpukerrospilviin ja maapallon säteilytaseeseen
Partanen, Antti-Ilari (2010)
2010
Teknis-luonnontieteellinen koulutusohjelma
Luonnontieteiden ja ympäristötekniikan tiedekunta
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2010-06-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201006301198
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201006301198
Tiivistelmä
Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi tai hidastamiseksi on ehdotettu lukuisia suuren mittakaavan teknisiä ratkaisuja, joista käytetään termiä ilmastonmuokkaus. Yksi ehdotettu keino on suihkuttaa merivettä ilmaan laajoilla merialueilla. Idea perustuu merivesipärskeiden haihtuessa ilmaan jäävien suolahiukkasten kykyyn toimia pilvien tiivistymisytiminä, mikä nostaa pilvipisarapitoisuuksia ja siten heijastuskykyä. Tehokkaammin Auringon valoa heijastavat pilvet viilentäisivät ilmastoa.
Työn tavoitteena on tutkia tekniikan vaikutuksia merellisiin pilviin ja maapallon säteilytaseeseen. Työssä tehtiin mallikokeita aerosoli-ilmastomalli ECHAM5-HAM:lla, joka sisältää sekä aerosolihiukkasten että pilvipisaroiden mikrofysiikan kuvauksen. Työtä varten tehtiin kontrollisimulaatio, jossa oli ainoastaan luonnolliset merisuolapäästöt, ja viisi ilmastonmuokkaussimulaatiota, joissa käytettiin kussakin eri arvoa keinotekoiselle merisuolavuolle. Merisuolainjektiot lisättiin malliin neljälle eri merialueelle, joita pidetään sopivina tehokkaan ilmastonmuokkauksen kannalta.
Pilvipisarapitoisuudet nousivat verrattain vähän. Muokatuilla merialueilla keskimääräinen pilven yläpinnan pilvipisarapitoisuuden kasvu oli pienimmällä merisuolavuon arvolla vain noin 10 % eikä edes tähän perusvuohon nähden nelinkertainen vuo riittänyt pitoisuuden keskiarvon kaksinkertaistamiseen.
Pilvien heijastuskyvyn nostamisen aiheuttama säteilypakote laskettiin ensimmäistä kertaa mallilla, joka sisältää kuvauksen aerosolihiukkasten ja pilvien vuorovaikutuksesta. Perusvuon luoma negatiivinen säteilypakote riittäisi kumoamaan noin neljäsosan ihmiskunnan aiheuttamasta lämmittävästä vaikutuksesta. Tämän ilmastonmuokkausskenaarion säteilyvaikutusten on aikaisemmin arvioitu koostuvan pääosin keinotekoisten merisuolahiukkasten vaikutuksista pilviin, mutta tässä työssä saatujen tuloksien mukaan merisuolahiukkasten suora vaikutus, eli niiden kyky heijastaa ja absorboida säteilyä, vastaa noin puolta syntyvästä säteilypakotteesta.
Saatujen tulosten valossa aikaisemmat arviot pilvipisarapitoisuuksien kasvusta ja tekniikan potentiaalista torjua ilmastonmuutosta näyttävät ylioptimistisilta. /Kir10
Työn tavoitteena on tutkia tekniikan vaikutuksia merellisiin pilviin ja maapallon säteilytaseeseen. Työssä tehtiin mallikokeita aerosoli-ilmastomalli ECHAM5-HAM:lla, joka sisältää sekä aerosolihiukkasten että pilvipisaroiden mikrofysiikan kuvauksen. Työtä varten tehtiin kontrollisimulaatio, jossa oli ainoastaan luonnolliset merisuolapäästöt, ja viisi ilmastonmuokkaussimulaatiota, joissa käytettiin kussakin eri arvoa keinotekoiselle merisuolavuolle. Merisuolainjektiot lisättiin malliin neljälle eri merialueelle, joita pidetään sopivina tehokkaan ilmastonmuokkauksen kannalta.
Pilvipisarapitoisuudet nousivat verrattain vähän. Muokatuilla merialueilla keskimääräinen pilven yläpinnan pilvipisarapitoisuuden kasvu oli pienimmällä merisuolavuon arvolla vain noin 10 % eikä edes tähän perusvuohon nähden nelinkertainen vuo riittänyt pitoisuuden keskiarvon kaksinkertaistamiseen.
Pilvien heijastuskyvyn nostamisen aiheuttama säteilypakote laskettiin ensimmäistä kertaa mallilla, joka sisältää kuvauksen aerosolihiukkasten ja pilvien vuorovaikutuksesta. Perusvuon luoma negatiivinen säteilypakote riittäisi kumoamaan noin neljäsosan ihmiskunnan aiheuttamasta lämmittävästä vaikutuksesta. Tämän ilmastonmuokkausskenaarion säteilyvaikutusten on aikaisemmin arvioitu koostuvan pääosin keinotekoisten merisuolahiukkasten vaikutuksista pilviin, mutta tässä työssä saatujen tuloksien mukaan merisuolahiukkasten suora vaikutus, eli niiden kyky heijastaa ja absorboida säteilyä, vastaa noin puolta syntyvästä säteilypakotteesta.
Saatujen tulosten valossa aikaisemmat arviot pilvipisarapitoisuuksien kasvusta ja tekniikan potentiaalista torjua ilmastonmuutosta näyttävät ylioptimistisilta. /Kir10