Arvestatav osa kasvuhoonegaaside kliimat soojendavast mõjust võib seni olla jäänud varjatuks, aga me ei tea, kui suur osa, sest meil on endiselt liiga vähe teadmisi inimtekkeliste õhusaasteosakeste mõjust pilvedele. Õhusaaste vähendamine tervise huvides on ülimalt vajalik, kuid see võib kliimamuutusi kiirendada.
Viimastel aastatel üle maailma esinenud kuumarekordid näitavad, et kliimasüsteemis on rekordiline kogus energiat. See on kaasa toonud üha karmimad kuumalained, põuad, maastikupõlengud, paduvihmad, üleujutused ning järjest süvenevad inimkannatused. Kuigi inimtekkeliste kasvuhoonegaaside mõjust tingitud järkjärgulisest soojenemisest on meil suurepärane teaduslik arusaam, ei suuda kliimateadlased viimaste aastate kiiremat soojenemist siiski lõpuni selgitada.
Üks võimalik seletus on, et õhu puhastamine saasteosakestest (mida tehakse teadagi tervise säästmiseks) on esile toonud inimtekkeliste kasvuhoonegaaside soojendava mõju seni varjus püsinud osa. Nimelt on üleilmne soojenemine justkui köievedu kahe vastandliku inimmõju vahel: ühelt poolt soojendavad kliimat kasvuhoonegaasid ja teiselt poolt jahutavad seda õhusaasteosakesed ehk aerosoolid.
Nii soojendav kui ka jahutav mõju tekib suuresti fossiilkütuste kasutusest: kütuste põletamisel paisatakse õhku nii kasvuhoonegaase kui ka õhusaasteosakesi ja osakeste tekke lähtegaase.
Eluks vajalik kasvuhooneefekt
Looduslik kasvuhooneefekt aitab tagada eluks sobiliku temperatuuri Maal, looduslikud õhusaasteosakesed on aga vajalikud pilvede tekkeks ja veeringeks.
Õhku pihustunud vedelad ja tahked osakesed on umbes mikromeetrisuurused ja seetõttu ei ole üksikuid aerosooliosakesi palja silmaga näha. Küll aga olete kindlasti näinud, kuidas näiteks tolmuosakesed vähendavad nähtavust ja hajutavad päikesevalgust.
Sellised osakesed ongi vajalikud veeauru kondenseerumiseks pilvepiiskadeks. Ja kui nüüd inimtegevuse, näiteks fossiilkütuste kasutamise tulemusel paiskub atmosfääri kasvuhoonegaase ja aerosoole, leiabki aset inimtekkeline kliimamuutus. Seejuures on kõige ulatuslikuma kliimamõjuga inimtekkelised aerosoolid väävliühendid.
Kas on võimalik, et oleme inimtekkeliste aerosoolide Maa kliimat jahutava mõju ulatust seni alahinnanud?
Suurim tundmatu tegur inimtegevuse kliimamõjus on õhusaasteosakeste mõju pilvedele, mis jahutab Maa kliimat täpselt teadmata määral. Praegu on kõige tõenäolisem hinnang see, et aerosoolide mõju korvab ligikaudu kolmandiku inimtekkeliste kasvuhoonegaaside soojendavast mõjust. Praegu on kõige tõenäolisem teaduslik hinnang see, et aerosoolide mõju korvab ligikaudu kolmandiku inimtekkeliste kasvuhoonegaaside soojendavast mõjust. Aga on ka võimalik, et pilvede paksust ja hulka suurendades on õhusaasteosakesed seni kompenseerinud poole kasvuhoonegaaside soojendavast mõjust.
Kuna õhusaaste põhjustab igal aastal miljoneid enneaegseid surmasid, on õhu puhastamine möödapääsmatu. Näiteks 2020. aastal vähenes väävliühendite õhkupaiskamine laevandusest umbes 80%, kuna laevakütuste kohta kehtestati rangemad nõuded. Kas on võimalik, et oleme inimtekkeliste aerosoolide Maa kliimat jahutava mõju ulatust seni alahinnanud?
Õhusaasteosakeste mõju pilvedele
Peagi algavas ERC projektis uuringi oma töörühmaga säärase tugevalt kliimat jahutava mõju võimalikkust. Oleme senises teadustöös tuginenud tehaste lähiümbruses esinevatele pilvehäiritustele, mille oleme satelliitpiltidelt visuaalselt tuvastanud. ERC projektis plaanime oma töövoo automatiseerida. Automatiseerimiseks arvutame, kuidas õhusaaste tuule mõjul liigub, ja rakendame masinõppe meetodeid.
Kui inimtekkeliste aerosoolide kliimat jahutav mõju on kompenseerinud seni arvatust suurema osa kasvuhoonegaaside kliimat soojendavat mõjust, tähendaks see, et Maa kliima on inimtekkeliste heitmete suhtes seni arvatust tundlikum.
Õhusaasteosakeste tugev jahutav kliimamõju ja inimtegevuse suhtes väga tundlik kliima tähendaks, et oleme eesootavate kliimamuutuste ulatust alahinnanud. Kuigi selle võimaluse uurimise tähtsust on juba pikemat aega rõhutatud, ei ole seni leitud väga häid uurimismeetodeid.
Õhusaasteosakeste mõju pilvedele on inimtegevuse kliimamõjus suurimaks tundmatuks jäänud ilmselt seetõttu, et inimtekkeliste osakeste põhjuslikku mõju pilvedele on keeruline eristada ilmaolude muutlikkuse mõjust.
Inimtegevuse kliimamõju tugevuse täpsustamine aitab teha usaldusväärsemaid kliimaprognoose.
Oleme oma uurimisrühmaga ilmaolude muutlikkusest tingitud probleemid lahendanud: rakendanud selleks, et täpsustada osakeste mõju pilvedele, loomulikke eksperimente. Nimelt oleme satelliitmõõtmistes tähele pannud, et hulgaliselt õhusaasteosakesi tekitavate tehaste läheduses on pilvede omadused sageli teistsugused kui ümbritsevatel puhtamatel aladel.
Eksperimendilaadsed tingimused on tagatud sellega, et tehasekorstende juures ja lähedalasuvatel puhtamatel aladel on ilmatingimused samasugused ning erinev saastetase on ainus, mis tekitab pilvede omadustes erinevusi. Loomulikeks eksperimentideks kutsume taolisi pilvehäiringuid tehaste ja laevade ümbruses seetõttu, et eksperimendilaadsed tingimused tekivad ilma teadlase sekkumiseta.
Senised teadlaste poolt visuaalselt tuvastatud pilvehäiritused on meie uues projektis oluline sisend selleks, et masinõppe abil oleks võimalik inimtekkelisi pilvehäiritusi tuvastada. Automatiseeritult loodav mahukam andmestik võimaldab täpsemini kindlaks teha juba varem uuritud seoste tugevuse ning analüüsida ka täiesti uusi füüsikalisi protsesse. Rahvusvahelise teaduskoostöö arendamiseks õhusaasteosakeste kliimamõju täpsustamisel plaanime loodava töövoo teha vabalt kättesaadavaks.
Inimtegevuse kliimamõju tugevuse täpsustamine aitab teha usaldusväärsemaid kliimaprognoose, mis annavad teadusliku aluse inimtekkeliste kasvuhoonegaaside heite vähendamiseks ja kliimamuutustega kohanemiseks. Inimtegevuse kliimamõju uuringute tugevdamine Tartu Ülikoolis suurendab ka Eesti oma kliimateaduslikku pädevust.
Miks õhu saastamine on ikkagi halb?
Fossiilkütuste põletamisel tekivad kliimat soojendavad kasvuhoonegaasid ja kliimat jahutavad õhusaasteosakesed. Tekkivate kasvuhoonegaaside soojendav mõju on tugevam ja seetõttu Maa kliima soojeneb, kuni fossiilkütuste kasutus jätkub.
Kliima soojenemise kiiruse täpseks väljaselgitamiseks on vaja teada ka õhusaasteosakeste jahutava mõju tugevust, mis on praegu veel teada ligikaudsena. Lisaks kliima soojenemise pidurdamisele aitab fossiilkütuste kasutamise vähendamine tagada puhtama õhu, mis säästab inimeste tervist.
