Metaanin satelliittimittaukset kattavat Arktisen alueen ennätyslaajasti ja luotettavasti
Ilmatieteen laitoksen johtamassa tutkimuksessa metaanin satelliittihavaintojen luotettavuus ja kattavuus Arktisella ja boreaalisella alueella on määritetty ensimmäistä kertaa. Eurooppalainen satelliittimittalaite TROPOMI tekee pohjoisilla alueilla jopa noin seitsemän miljoonaa havaintoa kuukaudessa, ja sen suhteellinen virhe on alle yksi prosenttia. Tutkimuksen tulokset auttavat esimerkiksi ikiroudan metaanipäästöjen tunnistamisessa avaruudesta käsin.
Uusi tutkimus keskittyy vertailemaan eri metaaniarvioita saman TROPOMI-satelliittimittalaitteen havainnoista. Metaanipitoisuus saadaan satelliitin mittaamasta Auringon säteilystä matemaattisen käänteisongelman ratkaisuna.
"Ratkaisun voi tehdä usealla menetelmällä, esimerkiksi mallintamalla ilmakehän fysiikkaa mahdollisimman tarkasti tai hyödyntämällä koneoppimismenetelmiä", Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Hannakaisa Lindqvist kertoo. "Siksi sama satelliitti voi tuottaa erisuuruisia arvioita metaanin pitoisuudesta. Tässä työssä vertailemme, ovatko ne samalla viivalla keskenään, vai onko arvioissa suuria eroja."
Laskentamenetelmiä on vastikään parannettu huomioimaan Arktisen alueen olosuhteet. Uudet metaanihavainnot osoittautuvatkin aiempia luotettavammiksi suhteellisten virheiden ollessa nyt alle 1 %. Satelliittimenetelmien väliset erot olivat keskimäärin tätä pienempiä; tosin suurempia eroja huomattiin keväisin ja syksyisin. Parannetut satelliittimittaukset myös kattavat Arktisen alueen ennätyslaajasti tuottaen korkeilla leveysasteilla kuukautta kohti jopa seitsemän miljoonaa mittausta, joista lähes kolme miljoonaa on ikiroudan alueilta. Näin tarkka ja kattava Arktisen alueen metaanin havainnointi ei ole ollut aiemmin mahdollista.
Sodankylän mittaukset avainasemassa
Tutkimuksessa yhdistettiin Arktisen alueen maanpintamittauksia monipuolisesti Suomen, Ruotsin, Norjan, USA:n, Kanadan ja Venäjän alueilta. Satelliittimittausten tarkkuus selvitettiin sekä korkean että matalamman erotuskyvyn mittalaitteita käyttäen, ja joukkoon lisättiin myös metaanin profiilimittauksia Sodankylän erikoisluotauksista.
Ilmatieteen laitoksen tutkijat Sodankylän Arktisessa avaruuskeskuksessa tuottivat tutkimukseen keskeistä referenssidataa pitkäkestoisista metaanimittauksista. Laitoksen satelliittiosaamista tarvittiin havaintojen vertailuun. Väitöskirjatutkija Ella Kivimäki vastasi tutkimuksessa satelliittimittausten vertailusta korkean resoluution spektrometrien mittauksia vastaan.
"Eri menetelmien avulla saadut metaaniarviot vastasivat keskiarvoistettuna hyvin toisiaan, mutta asemakohtaisissakin tuloksissa havaittiin eroja keväällä ja syksyllä. Kevään ja syksyn suurempiin eroihin voi vaikuttaa esimerkiksi lumipeite tai matalalta paistava aurinko, mutta tästä tarvitaan lisätutkimusta. Näiden tulosten saamiseen tarvitaan pitkiä jatkuvia aikasarjoja. On hienoa, että meillä Ilmatieteen laitoksella ollaan mukana tuottamassa niitä", Kivimäki kertoo.
Ikiroudan metaani yhdistää sekä haastaa tutkijayhteisöä
Avaruudesta käsin tehdyt havainnot ovat avainasemassa Arktisen alueen seurannassa. Kasvavat tai yllättävät metaanipäästöt tältä alueelta voivat voimistaa ilmastonmuutosta, minkä takia ilmakehän metaanipitoisuutta on tärkeä seurata tarkasti. Kun metaanihavaintojen tarkkuus on selvitetty, tiedetään, millaisia poikkeamia voidaan tulkita luotettavaksi merkiksi kohonneista metaanipitoisuuksista.
Ilmatieteen laitoksen johtamaan tutkimukseen on osallistunut laaja kansainvälinen joukko satelliittimittausten tekijöistä Arktisen alueen mittausasemien tutkijoihin. Ilmatieteen laitoksen osuutta tutkimuksessa rahoittaa Suomen akatemia ja Euroopan avaruusjärjestö. Tutkimus linkittyy laajaan avaruusjärjestöjen yhteistyöverkosto AMPAC:iin (Arctic Methane and Permafrost Challenge), jossa on tavoitteena saada uutta tietoa Arktisen alueen metaanista ja ikiroudasta yhä parempien satelliittimittausten ja tutkimusyhteistyön avulla. Tutkimuksen aihe kuuluu Suomen akatemian inversio-ongelmien ja kuvantamisen huippuyksikköön sekä FAME-lippulaivahankkeeseen.
Alkuperäinen julkaisu (julkaistu 14.8.2024):
Lindqvist, H., Kivimäki, E., Häkkilä, T., Tsuruta, A., Schneising, O., Buchwitz, M., Lorente, A., Martinez Velarte, M., Borsdorff, T., Alberti, C., Backman, L., Buschmann, M., Chen, H., Dubravica, D., Hase, F., Heikkinen, P., Karppinen, T., Kivi, R., McGee, E., Notholt, J., Rautiainen, K., Roche, S., Simpson, W., Strong, K., Tu, Q., Wunch, D., Aalto, T., and Tamminen, J.: Evaluation of Sentinel-5P TROPOMI Methane Observations at Northern High Latitudes, Remote Sens., 16, 2979, https://doi.org/10.3390/rs16162979, 2024.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Hannakaisa Lindqvist, tutkimusprofessori ja ryhmäpäällikkö, hannakaisa.lindqvist@fmi.fi, puh. 040 725 5651
Ella Kivimäki, väitöskirjatutkija, ella.kivimaki@fmi.fi, puh. 050 464 5442
Kuvat
![Metaanin satelliittimittausten vertailuasemat sijaitsevat pohjoisessa sekä ikirouta-alueella että sen ulkopuolella. Ilmatieteen laitos on keskittänyt Sodankylän asemalle sekä korkean (TCCON-mittaus) että matalamman (COCCON-mittaus) resoluution spektrometrimittauksia. Lisäksi Sodankylässä tehdään palloluotauksilla ilmakehän profiilimittauksia noin 30 km korkeudelle saakka. (Kuva: Hannakaisa Lindqvist, Ilmatieteen laitos)](/data/images/public/69820042/70498020/a130c2e0-3b13-4155-9b17-753e5032be1a-w_240.png)
Tietoja julkaisijasta
Ilmatieteen laitos havainnoi ja tutkii ilmakehää, lähiavaruutta ja meriä. Lisäksi se tuottaa palveluita säästä, merestä, ilmastosta, ilmanlaadusta ja lähiavaruudesta yleisen turvallisuuden, elinkeinoelämän ja kansalaisten tarpeisiin. Osoitteessa ilmatieteenlaitos.fi voit tutustua meihin paremmin.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Ilmatieteen laitos
Ilmakehän metaanipitoisuus kasvaa ennätysvauhtia10.9.2024 10:05:19 EEST | Tiedote
Kehitys noudattaa IPCC:n pessimistisimpiä kehitysskenaarioita, joiden mukaan maapallon keskilämpötila nousee yli kolme astetta vuosisadan loppuun mennessä.
Elokuu 2024 sivusi maailmanlaajuista kuukauden lämpöennätystä6.9.2024 05:00:00 EEST | Tiedote
Viimeiset 12 kuukautta ovat olleet mittaushistorian lämpimin 12 kuukauden ajanjakso.
Hellepäivien määrän ennätystä sivuttu tänään4.9.2024 11:56:33 EEST | Tiedote
Tänään on sivuttu vuoden hellepäivien lukumäärän ennätystä. Hellepäivien määrä nousi 65 kappaleeseen lämpötilan saavutettua Virolahden havaintoasemalla jo aamupäivällä hellerajan eli 25,1 astetta.
Päättynyt elokuu ja kesä olivat Lapissa poikkeuksellisen lämpimiä1.9.2024 13:46:08 EEST | Tiedote
Valtaosalla Lapin havaintoasemista mitattiin havaintohistorian lämpimin elokuu ja koko kesä-elokuun aikaväli.
Ukkoskuurot voivat aiheuttaa vahinkoja lähipäivinä29.8.2024 16:52:37 EEST | Tiedote
Erityisesti taajamatulvien riski on selvästi kohonnut perjantaina ja lauantaina.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme