Sodankylän Arktisessa avaruuskeskuksessa mitataan ilmakehän kasvihuonekaasuja FTS-laitteella. Laite mittaa korkealla tarkkuudella Auringon spektriä lähi-infrapuna-aallonpituuksilla. Spektrin piirteistä voidaan laskea kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin pitoisuuksia. Perinteisesti kaukokartoitusmenetelmillä on mitattu metaanin kokonaispitoisuutta. Ilmatieteen laitoksella on kehitetty algoritmia*, jolla saadaan laskettua myös metaanipitoisuuksien vaihteluita eri korkeuksilla noin 30 kilometriin saakka.
Remote Sensing -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Sodankylän FTS-laitteen kymmenen vuoden aikasarjaa vuosilta 2009–2018 analysoitiin uudella algoritmilla ja metaanin kasvunopeus laskettiin eri korkeuksille. Tutkimuksessa selvisi, että alailmakehän metaanipitoisuus on ollut kasvussa koko aikasarjan ajan, mutta kasvu hidastui vuosina 2017 ja 2018. Stratosfäärissä suuri vuodenaikaisvaihtelu ja vuosittaiset kulkeutumisen muutokset vallitsevat, ja aikasarjan aikana ei havaittu merkittäviä pitkäaikaismuutoksia, vaikkakin vuonna 2018 stratosfäärin metaanipitoisuudet olivat aikasarjan korkeimmat.
FTS-laitteen mittaukset tarvitsevat auringonvaloa, ja mittauksia saadaankin jatkuvasti lukuun ottamatta pimeintä talviaikaa Sodankylässä. Jatkuvien profiilimittausten etuna on, että stratosfäärin (noin 10–50 km) ja troposfäärin (alle 10 km) pitoisuusvaihtelut saadaan eroteltua. “Alemman ilmakehän vaihtelut selittyvät enemmän paikallisilla ja alueellisilla metaanilähteiden ja -nielujen muutoksilla”, tutkija Tomi Karppinen selventää. “Korkeammalla ilma taas kulkeutuu kohti napa-alueita päiväntasaajan alueelta, jossa ilma nousee hitaasti stratosfääriin. Näin ollen stratosfäärin pitoisuudet Sodankylässä eivät ole yhteydessä paikallisiin lähteisiin, vaan heijastelevat enemmän muutoksia yläilmakehän kiertoliikkeessä ja tropiikin metaanilähteissä.”
Metaanipitoisuutta mitataan Arktisessa avaruuskeskuksessa myös muilla tavoin, esimerkiksi luotauspallon mukana lennätettävällä AirCore-laitteella. Menetelmä on kaukokartoitusmenetelmiä tarkempi, ja luotauksia käytetäänkin kaukokartoitusmenetelmien varmistamiseen ja kehittämiseen. Koska luotaukset ovat kuitenkin työläämpiä toteuttaa ja ne kertovat vain paikallisista kaasupitoisuuksista, kaukokartoitusmittauksia tarvitaan ajallisen ja alueellisen kattavuuden parantamiseksi.
Lähde: Ilmatieteen laitos