2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Mida mõõdab Soome kohal tiirutav tsepeliin?
10.06.2013 09:30

Mida mõõdab Soome kohal tiirutav tsepeliin?

Merilyn Merisalu
Skype:
merilyn.merisalu@ut.ee
Loe kommentaare (2)
Samal teemal (1)
Tagasi
Edasi

Foto: Sander Mirme

Kuni juuni keskpaigani mõõdavad teadlased Soomes Hyytiälä mõõtejaama kohal atmosfääri piirkihis toimuvaid protsesse, et paremini aru saada kliimamuutuste põhjustest. Teadusaparatuuri viib kuni kilomeetri kõrgusele tsepeliin.

Õhulaeva kabiin ehk gondel ei ole väga ruumikas (näiteks turismireisidel mahub sinna kuni 12 inimest) ning mõõteaparaadid vajavad eri tingimusi, seetõttu vahetatakse iga õhureisi eel suuremad masinad välja. Vahetatavaid komplekte on kokku kolm: sekundaarse orgaanilise aerosooli, fotokeemia ja nukleatsiooni paketid.

“Iga paketi eesmärgid on natuke erinevad,” seletab Tartu Ülikooli aerosoolifüüsika teadur Sander Mirme, kes on üks projektis osalevatest teadlastest. Tartu teadlaste ehitatud NAIS, nanoosakeste ja õhuioonide spektomeeter, kuulubki kolmandasse, nukleatsiooni paketti.

Mirme sõnul on selle mõõteaparaatide komplekti eesmärk uurida, kuidas täpselt aerosool atmosfääri tekib. «Me teame, et näiteks autod paiskavad aerosooliosakesi õhku nii väljalasketorudest kui ka teepinnalt kummide kaudu, aga aerosool tekib ka iseenesest keemiliste protsesside käigus. Nende toimemehhanismides on praegu veel palju teadmatust,» räägib mees.

Kiire ja täpne

Tartlaste NAIS mõõdab aerosooliosakeste suurusjaotust õhus vahemikus 0,8 kuni 40 nanomeetrit ehk molekulide suuruses. Mirme täpsustab, et see on maailmas unikaalne mõõteriist just selle poolest, et suudab mõõta nii väikeseid osakesi ning teeb seda kiiresti ja täpselt.

“See mõõdab osakeste jaotuse korraga terves vahemikus, nii et hetkega on näha, kui palju ühe või teise suurusega osakesi mõõdetavas õhus on. Seade võtab arvesse ka temperatuuri ja õhurõhu iseärasusi ning annab kõige täpsema tulemuse.”

Näiteks on üks NAIS töös ka Šveitsis, Euroopa tuumauuringute keskuses CERN, kus see mõõdab ekstreemolukordades toimuvaid muutusi. Nn pilvekambris tekitatakse ja muudetakse ultraviolettkiirgust, õhurõhku ja -niiskust ning kosmilisi kiirgust, sealsed mõõtmistulemused annavad teadlastele täpsema arusaama, mis elemendid mängivad rolli pilvede tekkimisel ja hajumisel ning kuidas kogu protsessi mõjutavad.

Lisaks kiirusele ja täpsusele on NAIS-i pluss just vastupidavus rasketes tingimustes. “Meie masin on eriti töökindel tänu sellele, et see ei vaja inimese hoolt. Ei ole vaja mingeid kemikaale juurde valada ega filtreid vahetada nagu tavaliselt sarnastel mõõteaparaatidel. Põhimõtteliselt võib NAIS rahumeeli kuskil metsas kolm kuud töötada, ilma et keegi seda näpiks,” toob ta näiteks.

Nii Soomes kui ka projekti eelmisel mõõtekampaanial Itaalias on töökindlus end suuresti ära tasunud. Kui Soomes on probleeme kiiresti muutuvate ilmastikutingimustega, siis Itaalias oli mureks suur kuumus.

“Lendasime eelmisel suvel Po oru kohal San Pietro Capofiume mõõtejaama läheduses. Alustasime lennuga tavaliselt hommikul kell neli ja selleks ajaks, kui tsepeliin keskpäeval tagasi jõudis, ei saanud masinaid katsudagi, õhk ja metall olid tulikuumad,” meenutab Mirme.

Projekti mõõtekohad valiti võimalikult erinevad, et tulemusi saaks võrrelda ja paremini üldistusi teha. Lõunakampaania Itaalias tähendas stabiilset kuuma ilma ja rohke õhureostusega põllumajanduspiirkonda, põhjakampaania Soomes korraldatakse metsasel alal, kus on väga puhas õhk ning looduslikud protsessid paremini jälgitavad.

“Muidugi valiti ka kohad, kus maa peal oleks olemas nn supermõõtejaamad. Kuna seal on maapinna lähedal tehtud paljude aparaatidega väga põhjalikke uuringuid, teame täpsemalt, mida oodata ja saame õhust saadud tulemusi teiste andmetega võrrelda,” täpsustab teadlane.

Õhulaev aitab atmosfääri uurida

Et NAIS-i ja teisi nukleatsioonipaketi mõõteaparaate huvitab just konkreetse koha atmosfääri vertikaalprofiil, tehakse ühe lennu vältel umbes kilomeetri raadiusega ringe otse mõõtejaama kohal. Just see vajadus oligi määrav, miks valida uurimisplatvormiks õhulaev.

“Tavaliselt uuritakse õhus toimuvaid protsesse lennukitelt, aga tsepeliin suudab erinevalt neist ühe koha peal väikseid tiire teha ja liigutab ise õhku väga vähe. Meie masin on lennanud ka kuumaõhupalliga, aga seda ei ole võimalik juhtida ja Soome metsades oleks sellega ka võimatu maanduda,” loetleb Mirme õhulaeva eeliseid.

Muidugi ei suuda tsepeliin eriti kõrgele lennata, seda enam, kui pardal on rasked mõõteaparaadid. Iga lisagramm tähendab, et õhulaev suudab lennata vähem kõrgele ja kaugele. Koos pilootide ja masinatega võib kaasa sõita vaid üks teadlane. Samas on umbes kilomeetri kõrgusele tõusev lennumasin sellist laadi uuringute jaoks väga sobilik.

“Umbes kilomeetri kõrgusele ulatuv atmosfääri piirikiht on tihedalt seotud kõige sellega, mis maapinnal toimub. Kui see soojeneb või jahtub, tekivad piirikihis omaette kihid. Lende alustamegi tavaliselt varahommikul, et näha, kui kõrgel midagi toimuma hakkab ja kuidas see asi areneb.”

See, mis kellaajal aerosoolipuhangud toimuvad, on umbes teada. Õhus pidevalt eksisteerivad väikesed molekulide kogumid hakkavad soodsatel tingimustel, sobilike gaaside ja päikesekiirguse koosmõjul, kasvama suuremateks aerosooliosakesteks ja kui nad on piisavalt suured, hakkavad mõjutama ilmastikku. Aerosoolid mängivad olulist rolli näiteks pilvede ja vihma tekkes.

“Aga üldiselt on aerosoolide puhul suur teadmatus, milline mõju neil täpselt kliimale on. Kõik see, mida me praegu teada saame, on teadlaste jaoks suhteliselt uus info,” seletab Mirme ja lisab, et kui pilt atmosfääri toimimisest ja mõjudest saab järjest selgemaks, osatakse tulevikus ehk inimtekkeliste aerosoolide hulka paremini reguleerida.

Kuigi mõõtmiskampaania lõpeb Soomes juuni keskpaigas ja tsepeliin lendab tagasi Saksamaale, läheb andmete analüüsi tõttu teadusartiklite avaldamiseni veel vähemalt aasta. Praegu loodavad PEGASOS-e projekti eestvedajad, et uuringu tulemused mõjutavad otseselt riikide keskkonnapoliitikat nii Euroopas kui ka ülejäänud maailmas.

PEGASOS (Pan-European Gas-AeroSOls-climate interaction Study)

* Tegu on suure, neli aastat kestva uurimisprojektiga (2011–2015), kus osaleb 26 partnerit 15 riigist.

* Uuritakse kliimamuutusi, õhukvaliteeti, õhusaaste emissioone, atmosfäärgi ja biosfääri vahelisi seoseid ja muud.

* Aktiivne andmekogumine on jagatud kahte ossa: eelmise aasta suvel tehti mõõtmisi Itaalias, sel suvel Soomes.

* Teadusprojekti kogumaksumus on enam kui 9,8 miljonit eurot.

* Projekti eestvedaja on Jülichi instituut Saksamaal.

* Rohkem infot projekti kodulehel: pegasus.iceht.forth.gr.

Artikkel ilmus ajakirjas Universitas Tartuensis.

 

Jüri Kamenik 21.11.2014 18:35

Hilise lumetuleku rekord jäi löömata

Pärnus sadas täna maha esimene lumi. Aegamisi kattub kogu Eesti valge vaibaga.

Wikimedia Commons 19.06.2014 17:07

Kuidas vähendada lennukijälgede kliimamõju? (4)

Inimtekkeliste pilvede tekkimist saab vältida.

19.05.2014 11:40

Saurused hukutanud asteroid tõigi aastakümnete pikkuse talve

Lühiajaline kliimamuutus salvestus ürgbakterite kestadesse.

23.04.2014 16:48

Gröönimaa oli kunagi tõepoolest roheline

Kolm miljoni aasta eest haljendas maailma suurimal saarel metsatundra.

01.04.2014 18:05

Mis põhjustas maakera suurima väljasuremislaine? (1)

Kas põhjuseks olid mikroobid? 250 miljonit aastat tagasi kadus ligi 90 protsenti Maal elanud liikidest.

11.12.2013 11:38

Tammetüves peituv kliima

Geograaf Kristina Sohar lõi esimese Eesti minevikukliima mudeli, mis põhineb puu aastarõngastel.

06.11.2013 12:00

Maakera vanim jää ootab avastamist

Antarktika 1,5 miljoni aasta vanuses jääkihis võib peituda iidseid õhumullikesi, mis annavad aimu tolleaegsest Maa atmosfäärist.

12.08.2013 15:29

Gröönimaa jääkate sulab ka altpoolt

Maa vahevööst eralduv soojus kahandab maailma suurima saare jääkilpi.

20.06.2013 15:12

Fotod: Miks on lennuki ees vari? (1)

Lennuki ees paistab vari. Kuidas see tekkis?

10.06.2013 09:30

Mida mõõdab Soome kohal tiirutav tsepeliin? (2)

Tartu Ülikooli teadlaste aparaat tiirutab õhulaeva pardal Soome kohal.

15.04.2013 10:28

Lugeja küsimus: Mis on pildil? (4)

Veider nähtus päikese ümber?

13.03.2013 19:41

Kuidas kliima põtru mõjutab?

Kas põtradele meeldivad rohkem soojad või külmad talved?

06.02.2013 12:54

Mobiilimastid mõõdavad sademeid (1)

Mobiilivõrgu signaalide abil saab mõõta sademete hulka ning jälgida nende levikut.

19.12.2012 15:56

Arktilised tormid mõjutavad ilma kogu maakeral (2)

Polaarorkaanid muudavad ilma soojemaks.

02.08.2012 16:24

Kuidas lõhnab äikesetorm?

Neil, kes väidavad end tundvat läheneva vihma lõhna, on õigus.

17.07.2012 14:05

Mis piirab ahmi levikut?

Haruldane kiskja vajab toiduvarude hoidmiseks looduslikku külmkappi.

NASA/Kathryn Hansen 23.05.2014 14:03

Arktika jääs peitub miljardeid tillukesi plastitükke

Polaaralade jää sulamisel võivad tekkida uued prügisaared.

15.05.2014 13:46

Kas äike ja Päike on seotud?

Päikeselt pärit laetud osakesed tekitavad Maa atmosfääris äikest.

14.04.2014 13:44

Aasta 2032: maailma tõsiseim mure on joogivesi (2)

Maakeral on puudus puhtast joogiveest. Inimene kujundab keskkonda jõuliselt enda käe järgi ümber. Eesti põlevkivitööstusel seisab ees hääbumine.

08.01.2014 14:19

Külma sõja tuumakatsetuste saaste hõljub endiselt meie peade kohal

Atmosfääri ülakihtides leidub poole sajandi tagustel tuumakatsetustel tekkinud plutooniumi.

28.11.2013 15:27

Saastunud õhk toob kaasa äikesetormid (1)

Õhureostus pikendab äikesepilvede eluiga.

01.10.2013 14:45

Mis saab kliimast?

Värske raport võtab kliimamuutuste osas sõnastust pehmemaks.

09.07.2013 14:44

Vihmaussid aitavad muistset kliimat uurida

Usside lubjanäärmete eritised talletavad pinnase temperatuuri.

20.06.2013 12:14

Miks piim äikese ajal kiirelt hapuks läheb? (3)

Kui ikka läheb.

14.05.2013 21:03

Inimene mõjutab pilvede tekkimist

Kiudpilved moodustuvad tolmu ja metalliosakeste ümber.

28.03.2013 17:43

Satelliidifoto: karge Läänemeri (4)

NASA Terra satelliidi tehtud pildil on näha, et Läänemere maades võimutseb talv.

11.02.2013 16:29

Kas Maa osoonikiht taastub? (4)

Lõunapooluse kohal olev osooniauk on viimase kümnendi kõige väiksem, näitasid Euroopa kosmoseagentuuri ilmasatelliidi andmed.

27.12.2012 15:43

Hülged kliimamuutuste jalus (8)

Soojad talved jätavad Läänemere ja Kaspia mere viigrid plindrisse.

13.11.2012 11:42

Kliimamuutused jõuavad kosmosesse (6)

Süsihappegaasi hulga suurenemine Maa atmosfääri ülemistes kihtides mõjutab satelliite ja kosmoseprügi kuhjumist.

24.07.2012 11:01

Kuhu kadusid neandertallased? (2)

Inimesed tõrjusid nad välja.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus