Jorma Rahu kaitseb doktoritööd „Novel insights into aerosol-cloud interactions by analysing the temporal evolution of strong anthropogenic cloud perturbations“

12. juunil kl 14.15 kaitseb Jorma Rahu doktoritööd „Novel insights into aerosol-cloud interactions by analysing the temporal evolution of strong anthropogenic cloud perturbations“ („Tugevate inimtekkeliste pilvehäirituste ajalise arengu uurimine aitab paremini mõista aerosoolide mõju pilvedele“).

Juhendajad:
kaasprofessor Velle Toll, Tartu Ülikool
professor Piia Post, Tartu Ülikool

Oponent:
professor Harri Kokkola, Soome Meteoroloogia Instituut (Soome)

Kokkuvõte
Maa kliima sõltub kliimasüsteemis neelduva päikesekiirguse ja atmosfäärist lahkuva soojuskiirguse vahelisest tasakaalust. Pilved mängivad selles võrrandis olulist rolli - nad hajutavad päikesekiirgust tagasi kosmosesse, enne kui see üldse maapinnani jõuab, neelavad päikesekiirgust ja neelavad ning emiteerivad soojuskiirgust. Pilvi endid mõjutavad aga õhus hõljuvad pisikesed vedelas ja tahkes faasis õhusaasteosakesed, mida nimetatakse aerosooliosakesteks. Aerosooliosakesed käituvad pilvepiiskade tekkeks vajalike kondensatsioonituumadena, määrates ühtlasi ära pilvede omadused, nagu näiteks pilvepiiskade suuruse, pilvede paksuse, nende hulga ning eluea.

Käesolev töö uurib, kuidas mõjutavad pilvede omadusi tööstuslikud õhusaasteosakesed. Satelliidipiltidelt uuriti silmaga nähtavaid pilvehäiringuid, mis tekivad tugevatest tööstusallikatest allatuult. Tööstuslikud õhusaaste allikad paiskavad atmosfääri lisakoguse kondensatsioonituumasid, mistõttu moodustuvad pilved rohkematest, kuid pisematest veepiiskadest. Pisemad pilvepiisad muudavad saastunud pilveosa ümbritsevast saastumata pilvest heledamaks ning satelliitpiltidel paistavad saastunud pilved välja heledate triipudena.

Kõrge ajalise lahutusvõimega geostatsionaarseid satelliidiandmeid kasutades saadi uusi tulemusi saastunud pilvede omaduste ajaliste muutuste kohta. Mitmetes saastejälgedes tuvastastati pilve veehulga kasv pärastlõunasel ajal, mis viitab sademete tekke pärssimisele. Teisalt nähti, et satelliitmõõtmiste abil on saastunud pilved saastumata pilvedest eristatavad mitme järjestikuse päeva jooksul ehk saastejäljed võivad järjest püsida mitu päeva. Suhteliselt pikk eluiga viitab, et saastunud pilved jõuavad kohastuda suurenenud aerosooliosakeste hulgaga ja taolisi saastejälgi saab kasutada uurimaks aerosooliosakeste põhjuslikku mõju pilvede omadustele.

Kõige uudsem osa väitekirjast on avastus, et inimtekkelise aerosoolse õhusaaste mõju ei piirdu ainult veepilvedega. Teatud tüüpi tööstuslik õhusaaste võib käituda ka jäätekketuumadena. Sellised aerosooliosakesed tekitavad alla 0 ℃ jahtunud vedelas faasis pilvepiiskadest jääkristallid, mis hakkavad Wegener-Bergeron-Findeiseni protsessi tõttu kasvama. Aerosoolide poolt algatatud veepilvede jäätumisprotsess käivitab järgnevad protsessid, kus tekkinud jääkristallid sajavad alla lumena ja seetõttu saastunud alades pilvede hulk väheneb. On oluline märkida, et tööstuslike õhusaasteallikate poolt emiteeritav soojus ja veeaur võivad samuti mängida olulist rolli avastatud veepilvede jäätumisel.

Kokkuvõttes aitab doktoritöö paremini mõista inimtekkelise aerosoolse õhusaaste mõju pilvedele. Töös keskenduti inimtekkeliste aerosoolide tekitatud pilvehäirituste ajalisele arengule, parandades arusaama mitmetest füüsikalistest protsessidest pilvedes. Parem teadmine aerosoolide ja pilvede vastastikmõjust aitab loodetavasti suurendada tulevikukliima projektsioonide täpsust ja usaldusväärsust.