Science-julkaisu: Satelliitilla uutta tietoa hiilidioksidin lähteistä ja nieluista

NASAn OCO-2-satelliitti on mitannut aiempaa tarkemmin ja maailmanlaajuisesti hiilidioksidin lähteitä ja nieluja sekä muutoksia niissä. OCO-2-satelliitin hiilidioksidihavaintoja voidaan hyödyntää myös ihmisperäisten hiilidioksidilähteiden kartoittamiseen maantieteellisesti.

Ensimmäiset NASAn OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) -satelliitin mittaukset ovat tuottaneet uutta ja entistä kattavampaa tietoa ilmakehän hiilidioksidin alueellisesta vaihtelusta. Tietoa on saatu esimerkiksi El Niño -sääilmiön aiheuttamista hiilidioksidipitoisuuksien muutoksista tropiikissa ja hiilidioksidin vuodenaikaisvaihtelusta, joka aiheutuu kasvillisuuden kasvukauden rytmittymisestä.

Tietoa hiilidioksidin alueellisista jakaumista

Satelliitilla saadut globaalit tiedot hiilidioksidin lähteistä, nieluista ja niissä tapahtuvista muutoksista tukevat ilmastotutkimusta ja siten auttavat ilmastonmuutoksen hillintää ja sopeutumista. Tutkimuksen kannalta OCO-2-mittausten maantieteellinen kattavuus on tärkeää, jotta on voitu analysoida alueellisesti ihmisperäisiä lähteitä sekä havaita esimerkiksi Afrikassa ja Indonesiassa tapahtuvasta biomassan eli puiden, pensaiden ja ruohikon palamisesta aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä.

Tutkimustulokset perustuvat OCO-2-satelliitin merkittävästi aiempia mittalaitteita parempaan tarkkuuteen yhdistettynä hyvään maantieteelliseen kattavuuteen. OCO-2-satelliitti tekee päivässä 100 000 hyvälaatuista mittausta pilvettömissä olosuhteissa hyödyntäen auringon valon sirontaa maan pinnasta. Tämä mittausmenetelmä tuo tietoa myös ilmakehän alimmista kerroksista, mitä voidaan hyödyntää hiilidioksidilähteiden ja nielujen tutkimuksessa.

© NASA

OCO-2 havainnut alueellisesti ihmisen toiminnasta peräisin olevia hiilidioksidipäästöjä

Ihmisen toiminnasta johtuvien päästölähteiden kartoittaminen avaruudesta on haastavaa, koska hiilidioksidin elinikä ilmakehässä on pitkä ja sen pitoisuus vaihtelee vuoden sisällä ja sen pitoisuus nousee vuodesta toiseen.  Ilmatieteen laitoksella kehitettiin suoraviivainen menetelmä, jolla voidaan määrittää päästölähteitä alueellisesti.

"Ilmatieteen laitoksella kehitetty menetelmä perustuu havaittuihin poikkeamiin hiilidioksidipitoisuuksissa mantereiden kokoluokassa, minkä jälkeen näitä poikkeamia voidaan yhdistää pidemmältä ajalta. Näin saatiin päästölähteet erottumaan luonnollisesta hiilidioksidin vaihtelusta", Ilmatieteen laitoksen tutkija Janne Hakkarainen kertoo. Tämä pieni oivallus toi suurta lisäarvoa missioon, jonka kokonaisbudjetti on noin 250 miljoonaa dollaria.

Science Museum of Virginian tekemä Youtube-video selittää yksinkertaisesti periaatteen, johon Ilmatieteen laitoksella kehitetty menetelmä hiilidioksidilähteiden alueellisesta määrittämisestä perustuu.

El Niño -ilmiön vaikutus ilmakehän hiilidioksidipitoisuuteen havaittiin

OCO-2-satelliitti laukaistiin avaruuteen 2. heinäkuuta 2014 ja se on syyskuusta 2014 alkaen tuottanut havaintoja hiilidioksidista. Laukaisun ajankohta oli onnekas, sillä se mahdollisti vuoden 2015/2016 voimakkaan El Niñon vaikutuksen tutkimisen. El Niñon vaikutuksesta hiilidioksidin nousu vuonna 2015 olikin erityisen suuri, noin 3 ppm, kun hiilidioksidin kokonaismäärä ilmakehässä on noin 400 ppm ja kasvu viimeaikoina ollut n. 2 ppm vuodessa (yksi ppm vastaa yhtä miljoonasosaa).  Tehdyn tutkimuksen mukaan tänä vuonna enemmän hiiltä vapautui Afrikasta, Etelä-Amerikasta ja eteläisestä Itä-Aasiasta.  Satelliittimittausten avulla voitiin suorittaa alueellinen jako mannerten välillä sen sijaan, että koko tropiikkia käsiteltäisiin yhtenä suurena alueena.

Arvostettu tiedelehti Science julkaisi tänään viiden artikkelin erikoisnumeron NASAn vuonna 2014 laukaisemasta OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) -satelliitista. Nämä artikkelit kertovat OCO-2-mittalaitteen avulla hankituista ensimmäisistä tieteellisestä tuloksista. Artikkelissa The Orbiting Carbon Observatory-2 early science investigations of regional carbon dioxide fluxes oli mukana myös Ilmatieteen laitoksen tutkijoita. Tutkimustyötä on rahoittanut Suomen akatemia INQUIRE ja CARB-ARC projektien kautta. 

Lisätietoja

Ilmatieteen laitos

Tutkija Janne Hakkarainen, puh. 045 124 0257, nnaj e.hakkar nia enΑT_f .im fi 

Tutkimusprofessori Johanna Tamminen, puh. 040 737 8733, annahoj .t nenimma ΑT_fmi. if  

Lisäksi kasvillisuuden ja maaperän hiilivaroihin liittyviin kysymyksiin vastaa tutkimusprofessori Jari Liski

puh. 029 539 6086, raj i.lis f_ΤΤAik mi. if  

NASA

OCO-2 deputy project scientist, Annmarie Eldering, NASA Jet Propulsion Laboratory, iramnna e.el ired ng.ÄΤΤ jpl.nas vog.a  

https://www.nasa.gov/mission_pages/oco2/index.html

NASA will hold a media teleconference at 2 p.m. EDT Thursday, Oct. 12:

 

Example image © Reprinted with permission from Eldering et al., Science 358:5745 (2017)

Kuvasarjassa näkyy maapallon hengitys eli miten maaliskuussa näkyy korkeita hiilidioksidipitoisuuksia, jotka kesällä laskevat vain noustakseen yhä korkeammalle seuraavana kevättalvena.

 

Julkaistu: 8.11.2017
Luokat: Tutkimus

Alkuperäinen tiedote

Tuottajatahot