Ilmakehän massaspektrometria

Keskitymme ilmakehän kaasujen ja aerosolihiukkasten analyysiin sopivien massaspektrometristen menetelmien ja laitteiden kehitykseen ja käyttöön. Tutkimuskohteiden kirjo kattaa haihtuvien (pääosin orgaanisten) yhdisteiden päästöt, ilmakehän hapettimet ja hapetustuotteet, hiukkasten esiasteena toimivat pienet molekyyliryppäät sekä myös suuremmat aerosolihiukkaset.

Tutkimuksen ydinalueet ovat tällä hetkellä:

  • - Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC): ilmakehän ja biosfäärin välillä tapahtuvan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden vaihdon ja ilmakehävaikutusten ymmärtäminen, erityisesti subarktisilla vyöhykkeillä.
  • - Ilmakehän hapettimet: Hydroksyyliradikaalin (OH) ja Criegee .yhdisteiden suhteellinen merkitys ilmakehän kokonaishapetuskapasiteetissa.
  • - Orgaaniset hapetustuotteet; puolihaihtuvat (SVOC) sekä matalan (LVOC) tai erittäin matalan (ELVOC) haihtuvuuden orgaaniset yhdisteet osallistuvat sekundäärisen orgaanisen aerosolin (SOA) muodostukseen ja kasvuun ja muodostavat sitä kautta merkittävän osan ilmakehän pienhiukkasmassasta. Näiden orgaanisten yhdisteiden alalajien keskinäiset roolit sekundäärisessä hiukkasmuodostuksessa ja kasvussa määräävät lopputuotteena syntyvien, pilvien tiivistymisytiminä (CCN) kykenemään toimivien hiukkasten määrän, vaikuttaen siten maapallon ilmastoon.
  • - Aerosolihiukkasten esiasteet (hivenkaasut ja molekyyliryppäät): erittäin matalan haihtuvuuden orgaanisten yhdisteiden lisäksi rikkihappo, ammoniakki, amiinit ja jodioksidit ovat esimerkkejä kaasuyhdisteistä, joita on mitattu hiukkasryppäiden ja uusien pienhiukkasten muodostuksen yhteydessä sekä laboratoriossa että luonnossa.
  • - Aerosolihiukkasten koostumus: Suurempien, yli 50 nm hiukkasten koostumukseen ilmakehässä vaikuttavat sekä paikalliset lähteet että kaukokulkeuma. Näiden hiukkasten koko, pitoisuudet ja koostumus paitsi määräävät pilviytimien määrän, myös vaikuttavat merkittävästi siihen, milloin uusien hiukkasten muodostus on mahdollista.

Yllä oleva kuva (muokattu lähteestä Ehn et al., 2014, Nature) tarjoaa yleiskatsauksen nyky-ymmärtämykseemme päästöistä, niiden reaktioista hapettimien kanssa sekä reaktiopoluista, joiden kautta ne vaikuttavat aerosolihiukkasten muodostukseen ja kasvuun, tuottaen lopulta suurempia, ilmastoon vaikuttavia hiukkasia. Monet löydöksistä, jotka ovat johtaneet tämän kokonaisuuden nykyiseen ymmärrykseen, perustuvat ryhmämme massaspektrometrituloksiin.


Ryhmän kotisivut

Ryhmänjohtajat
Mikael Ehn
mikael.ehn@helsinki.fi
050-3199420

Mikko Sipilä
mikko.sipila@helsinki.fi
050-4480627

Taina Ruuskanen
Taina.Ruuskanen@helsinki.fi
050-3175409

Tuukka Petäjä
Tuukka.Petaja@helsinki.fi
050-4155278