Tutkimusryhmä raportoi


12.1.2010/Petri Heinonen

Vuoden vaihteessa taittui myös retkikuntamme puoliväli. Uutta vuotta vastaanotettiin tutkimusasema Aboalla perinteisin menoin. Aseman kellon näyttäessä iltakymmentä, kohotimme kuohuvat maljat toivottaaksemme kotimaan Uuden vuoden tervetulleeksi.

Tämän jälkeen lähdimme vieraisille Ruotsin Wasa-asemalle, missä yhteisesti vietimme Uuden vuoden vastaanottajaisia aina paikalliseen vuoden vaihtumiseen asti.

Yhteistyössä Ruotsin tutkimusohjelma SWEDARPin kanssa kaavailtu kenttämatka siirtyi alkamaan vasta 6.1. ja takaisin kenttäryhmä palasi 11.1. Aboa oli päivittäin radioyhteydessä kenttäryhmään joka sai lähes kaikki suunnitelman mukaiset työnsä tehtyä. Varsinkin yksi päätavoitteista, turvallisen reitin tiedustelu saksalaisten Neumayer - Kohnen reitille onnistui yli odotusten. Tämä avannee tulevaisuudessa mahdollisuuden siirtää raskaat laivakuljetukset kulkemaan Saksan tutkimusasema Neumayerin purkupaikan, Atka-bayn kautta myös Suomen asemalle.

Kenttäryhmän matkan ajaksi muutti Wasa-asemalta kaksi tutkijaa Aboalle, venäläinen Peter ja intialainen Sathesaan. He ovat Kiirunassa toimivasta Ruotsin Geofysikaalisesta laitoksesta ja hoitavat MARA-tutka-asemaa. Tutkahavaintoja täydentämään Peter ja Sathesaan lähettävät parin viikon välein heliumilla täytettyjä säähavaintopalloja, jotka nousevat n. 25 km:n korkeuteen.

Aseman huolto- ja kehittämistyöt ovat hyvällä mallilla, konemestari Matin kanssa olemme muun muassa pystyttäneet kaksi uutta tuuliturbiinia mastoineen tuottamaan energiaa pimeän talven aikana ympärivuotisesti
toimiville mittauslaitteille.

Traktorin paripyöräkokeilu on myös sujunut hienosti, vasta nyt keskikesän auringon sulattaessa hangen pinnan on ajaminen varsinaisesti vaikeutunut, mutta kiinni ei Valmettivanhus ole jäänyt kertaakaan.

Milla on moninaisten, omiin tutkimuksiinsa liittyvien tehtävien lisäksi suorittanut aseman automaattisen säähavaintojärjestelmän vuosihuollon ja Ella yhdessä Päivin kanssa teki vastaavan toimenpiteen Hollantilaiselle AWS-5 asemalle kymmenen kilometrin päässä Aboalta.

Viime kirjeessä lupasimme tarkempaa tietoa tällä kaudella tehtävistä tutkimuksista ja niiden edistymisestä. Seuraavassa tutkijat kertovat tarkemmin töistään.

***

Lumitutkijoiden kenttämatka sisämaahan

Onni Järvinen, ja Juho Vehviläinen, Helsingin yliopisto

Lumiryhmän tutkijat Onni ja Juho palasivat maanantaina 11. päivä turvallisesti 6 päivän kenttäretkeltä, joka suoritettiin yhteistyössä ruotsalaisten kanssa. Retki suuntautui ruotsalaisten Svea-kenttäasemalle,
joka sijaitsee 190km päässä Aboalta etelään päin. Säät hellivät retkikuntalaisia suurimman osan matkasta. Ainoastaan yhtenä aamupäivänä taivaalle eksyi pilvipeite, joka haittasi rusketuksen saamista.

Matkan aikana Onni ja Juho suorittivat useita mittauksia ja retken ansiosta lumilinjan yhteispituus on tällä hetkellä 230 km. Lumilinjalle on kaivettu tasaisin välein 1,5 m syvyisiä lumikuoppia, joista mitataan lumen lämpötila, tiheys, kovuus, kiteiden muoto ja koko, kerrokset ja kosteus eri syvyyksiltä. Paljaalla silmällä tehtyjen mittausten tueksi lumikiteistä on otettu lähikuvia. Lumikuopista on kerätty myös luminäytteitä tuotavaksi Suomeen jatkotutkimuksia varten. Näytteistä tullaan mittaamaan pH-, johtokyky- ja happi-isotooppisuhde-arvot. Happi-isotooppisuhteen avulla pystytään määrittämään vuosikertymä. Lumen rakenteen tutkimisen lisäksi valon kulkeutumista lumipeitteessä on tutkittu erilaisten mittalaiteiden avulla. Joulukuun alkupuolella lumen sisään asennettiin pienet kynttilän muotoiset sensorit, jotka mittaavat valon voimakkuutta lumipeitteessä. Sensorit kerätään talteen mittakauden lopussa tammikuun lopulla juuri ennen kotiin lähtöä. Näiden sensoreiden lisäksi lumilinjalla on suoritettu useita valomittauksia spektroradiometrien avulla. Vertaamalla mittaustuloksia aikaisempina vuosina kerättyihin tietoihin seurataan lumipeitteen evoluutiota 2000-luvulla.

***

Pienhiukkasmittaukset Etelämantereella

Ella Kyrö, Helsingin Yliopisto.

Ilmakehän aerosolit ovat ilmassa leijuvia, pienen pieniä kiinteitä tai nestemäisiä hiukkasia. Pienestä koostaan huolimatta ne voivat vaikuttaa merkittävästi ilmastoon, joko kylmentäen tai lämmittäen ilmakehää.
Toistaiseksi kaikki yritykset selvittää tarkkaan hiukkasten maailmanlaajuiset vaikutukset ilmastoon ovat kuitenkin olleet hyvin epätarkkoja, ja itse asiassa ilmastonmuutoslaskelmissa pienhiukkaset
ovatkin suurin epävarmuustekijä. Siksi niiden syntyä, kasvua ja kemiallista koostumusta on tärkeä tutkia ja selvittää eri puolilla maapalloamme.

Etelämantereen ilmakehä on erittäin puhdas, eikä ihminen toiminnallaan ole siihen juurikaan vaikuttanut, ja siksi se tarjoaakin erinomaisen ympäristön tutkia pienhiukkasten ilmastovaikutuksia. Hiukkaset voivat vaikuttaa
ilmastoon joko suoraan sirottamalla Auringon säteilyä tai epäsuoraan vaikuttamalla pilvisyyteen. Vastasyntyneet hiukkaset eivät vielä pysty vaikuttamaan ilmastoon, vaan niiden täytyy kasvaa suuremmiksi, vähintään noin 50 nm (eli 0,00000005 m) kokoisiksi. Hyvin puhtaissa ympäristöissä,
kuten Etelämantereella, kasvu on erittäin hidasta, kun taas esimerkiksi suomalaisessa metsässä, jossa kasvuolosuhteet ovat ihanteelliset, hiukkaset kasvavat hyvinkin nopeasti.

Nyt tehtävät mittaukset pyrkivät selventämään kuvaa siitä, miten ja mistä hiukkaset syntyvät Etelämantereella sekä mitkä tekijät vaikuttavat niiden kasvuun. Mittaukset suoritetaan noin 200 m päässä Aboan päärakennuksesta. Ilmakehästä, noin 3 m korkeudelta maanpinnasta, mitataan sekä neutraalien että varattujen hiukkasten pitoisuutta ja kokojakaumaa, otsonipitoisuutta sekä kerätään kolmesti viikossa suodatinnäytteitä, joista myöhemmin Suomessa analysoidaan erilaisia kemiallisia komponentteja. Lisäksi Basenille ja jäätikölle on asetettu radonfilmit, tarkoituksena varmistaa, ettei radon indusoi hiukkasmuodostusta Aboalla. Mittausten sekä jälkikäteen tehtävien ilmamassojen kulkeutumisanalyysien avulla voidaan arvioida, mitkä yhdisteet osallistuvat hiukkasmuodostukseen ja mistä ainesosista jo syntyneet hiukkaset koostuvat.

***

Antarktiksen meteorologia ja rajakerros

Milla Johansson Ilmatieteen Laitos, Esa-Matti Tastula, Helsingin Yliopisto

Meteorologiaan ja ilmakehän pinnanläheiseen rajakerrokseen liittyviä mittauksia tehdään tällä kaudella kolmella paikalla; lumipeitteisellä jäätiköllä nunatakin alapuolella, sinisen jään peittämällä alueella nunatakin
vierellä sekä kauempana lumitasangolla. Näillä paikoilla mitataan mm. auringon säteilyä, infrapunasäteilyä, tuulta ja ilman lämpötilaa.

Auringon säteilyn mittauksilla määritetään lumen tai jään pinnan albedo eli heijastuskerroin. Heijastuskerroin ratkaisee, kuinka suuri osa auringonsäteilystä imeytyy lumeen. Imeytynyt säteily lämmittää lunta ja
vaikuttaa sitä kautta sen sulamiseen. Mittauksilla selvitetään heijastuskertoimen vaihteluja sekä eroja erilaisten pintojen - lumen ja sinisen jään - välillä.

Heijastuskerroin riippuu lumipeitteen rakenteesta. Tätä selvitetään mittaamalla lumen lämpötilaa, tiheyttä ja lumikiteiden ominaisuuksia sekä niiden muutoksia kesän edetessä.

Lumen pinnan yläpuolella tehtävistä tuulen ja ilman lämpötilan mittauksista lasketaan energiavuot ilmakehän ja lumen välillä. Tietoja voidaan käyttää säänennustus- ja ilmastomallien kehittämiseen entistä
tarkemmiksi. Etelämantereen alueelta on käytettävissä vain vähän mittaustietoja, joten havainnot ovat tärkeitä mallien oikeellisuuden tutkimisessa.

Erilaisilla mittauspaikoilla tehtyjä havaintoja vertailemalla selvitetään nunatakin vaikutusta paikallisiin sääilmiöihin. Näin voidaan edelleen tarkentaa mallien kykyä ennustaa sellaisia ilmiöitä.

Mittaukset ovat jatkoa kausille 2006/2007 ja 2007/2008, jolloin asemalla tehtiin samanlaisia mittauksia. Mittauksia tullaan jatkamaan myös kaudella 2010/2011.

***

Tätä kautta on kuitenkin jäljellä vielä kolmisen viikkoa ja siitä tehokasta tutkimusaikaa noin kaksi viikkoa. Kotiinlähtöä aletaan siis jo vähitellen valmistella, vaikkei ihan vielä sentään reppuja pakata.

Viimeiset pari viikkoa on meillä ollut todellinen etelän kesä, useina päivinä on ilman lämpötila ollut plussan puolella joskus jopa lähes kaksi astetta.