Ilmakehätutkimuksen virtuaalinen laboratorio vie täysin uuden tiedon äärelle

Huippuyksikön päätutkimusalana on aerosolitutkimus, joka tutkii ensisijaisesti ilmansaasteita, jotka usein hidastavat ilmaston lämpenemistä. Tutkimusta tehdään Helsingin, Itä-Suomen, Tampereen ja Aalto-yliopistoissa kymmenessä tutkimusryhmässä yli 50 tutkijan voimin. Kenttämittauksia tehdään Helsingin Kumpulassa, Juupajoen Hyytiälässä ja Sallassa Värriön tutkimusasemalla. Kaikilta asemilta kerätään tietoa ilmakehän koostumuksesta.

Professori Kari Lehtinen Itä-Suomen yliopistosta korostaa, että hiukkasten tarkka mittaaminen ja mallintaminen on haasteellista. Kokoon ja koostumukseen vaikuttavat useat aerosolien mikrofysikaaliset prosessit. Niiden nopeudet pitää pystyä arvioimaan, jotta hiukkasten koon ja koostumusjakauman muuttumista pystytään mallintamaan. Mallinnuksen tukena on tärkeää olla mahdollisimman tarkkoja mittauksia sekä laboratoriossa että kentällä.

Tavoitteena ilmakehän molekyylien synnyn
ja roolien entistä parempi ymmärrys

”Olemme viimeisen noin 15 vuoden aikana löytäneet ilmakehästä satoja, kenties jopa tuhansia aiemmin tuntemattomia yhdisteitä. Eli huippuherkät laitteemme näkevät ilmassa vaikka mitä molekyylejä. Laitteet eivät kuitenkaan pysty kovin tarkasti kertomaan, kuinka paljon näitä molekyylejä on tai mitkä niiden tarkat rakenteet ovat. Se taas on aivan keskeinen tieto, jos halutaan ymmärtää niiden roolia ilmakehässä tai niiden syntymekanismeja. Ja tähän VILMA pyrkii tarjoamaan ratkaisuja”, Värriön asemaa johtava professori Mikko Sipilä kertoo.

”Meidän fokuksemme on siinä, miten ilmakehän aerosolit ovat muuttumassa koko ajan tärkeämmiksi. Ihmiskunta on oppinut vähentämään epäorgaanisia päästöjä, mutta samaan aikaan eloperäisten hiiliyhdisteiden päästöt ovat nousussa. Liikennepäästöt on saatu vähenemään, mutta kuluttajakemikaalien kuten pesuaineiden, hajusteiden, kosmetiikan ja muun vastaavan päästöjä ei ole säännelty. Kysymys on, miten nämä vaikuttavat tulevaisuudessa ilmanlaatuun kaupungeissa”, pohtii huippuyksikön varajohtaja, professori Theo Kurtén Helsingin yliopistosta.

Tekoäly nopeuttaa laskentaa

Jotta virtuaalilaboratorio saadaan rakennettua kahdeksassa vuodessa, tarvitaan tekoälyä. ”Tavoitteemme on pystyä ennustamaan pienten hiukkasten määrä missä tahansa ilmakehän tilanteessa suht kustannustehokkaasti. Laskut saattaisivat kestää 20 vuottakin. Siksi tekoälyn pitää pystyä auttamaan meitä”, Vehkamäki painottaa.

Huippuyksikön tarkoituksena on kehittää myös tiedeviestinnällinen versio virtuaalilaboratoriosta. Vehkamäen mukaan tavoitteena on luoda alan opiskelijoille tai ehkä lukiolaisillekin työkalu, jonka avulla he voisivat pienemmällä työllä oppia, miten ilmakehän pienhiukkaset toimivat.

Suomen Akatemian tutkimuksen huippuyksiköt kuuluvat oman tieteenalansa kansainväliseen kärkeen. Huippuyksiköiden laajat tutkimuskokonaisuudet uudistavat tutkimusta, kehittävät luovia tutkimusympäristöjä ja innovaatioita sekä kouluttavat uusia lahjakkaita tutkijoita suomalaiseen tutkimus- ja elinkeinoelämään. VILMA-huippuyksikkö on mukana vuosien 2022–2029 ohjelmassa.

Koko juttu VILMA-huippuyksiköstä on luettavissa Suomen Akatemian yleistajuiselta Tietysti.fi-sivustolta. Juttu on toimitusten käytettävissä. Toivomme, että mainitsette lähteenä Tietysti.fi-sivuston.

Lisätietoja:

• Juttu VILMA-huippuyksiköstä
• www.tietysti.fi
• VILMA-yksikön verkkosivut
• Suomen Akatemian huippuyksikkörahoituksesta
• professori Hanna Vehkamäki, Helsingin yliopisto, hanna.vehkamaki@helsinki.fi,
  p. 029 4150710 tai 050 4154 747
• professori Theo Kurtén, Helsingin yliopisto, theo.kurten@helsinki.fi,
  p. 050 5260 123 (myös ruotsiksi)