Michael Boy aloitti Helsingin yliopiston ja LUT-yliopiston yhteisprofessuurissa tänä syksynä. Marraskuisen Lahden tiedepäivän key note -puhuja etsii ratkaisuja ilmaston lämpenemiseen ja saasteisiin tuomalla uusia koneoppimisen ja tekoälyn metodeja ilmakehän mallintamiseen.
Ilma ympärillämme on täynnä aerosoleja. Ne vaikuttavat moniin ilmiöihin pilvien muodostumisesta lämpötilaan ja terveyteemme. Professori Michael Boy tutkii aerosoleja osana sekä Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksen (INAR) että LUT School of Engineering Science:n tutkijayhteisöjä.
”Ilmakehän aerosolit ovat 100–10 000 kertaa hiuksen halkaisijaa pienempiä partikkeleita. Niiden pitoisuudet ilmakehässä ovat sadoista satoihin tuhansiin kuutiosenttimetriä kohden. Niitä syntyy joko päästöjen seurauksena – kuten palamisen ohessa syntyvä musta hiili – tai ne muodostuvat suoraan ilmakehässä tiettyjen kaasumolekyylien muodostaessa klusterin, joka puolestaan voi kasvaa muiden kaasujen kondensoituessa”, Boy kuvailee.
Ilmakehässä aerosolit vaikuttavat pilvipisaroiden muodostumiseen. Mitä enemmän aerosoleja, sitä enemmän pilvipisaroita ja sitä pienempiä yksittäisiä pisaroita. Pienemmillä pilvipisaroilla on pidempi elinikä kuin isoilla, jotka todennäköisemmin kasvavat sadepisaran kokoisiksi ja satavat. Nämä pienemmät pisarat vaikuttavat maan pinnalle tulevan säteilyn määrään ja siten viilentävät ilmastoa.
Pienempi ei kuitenkaan ole automaattisesti parempi: esimerkiksi kaupunkialueilla päästöjen pienet hiukkaset voivat tunkeutua hengitysjärjestelmäämme ja aiheuttaa vakavia terveysongelmia. Michael Boyn näkökulma on isossa kuvassa:
”Tällä hetkellä käytämme erilaisia koneoppimisen ja tekoälyn tekniikoita luodaksemme ja ratkaistaksemme ilmakehän monimutkaisia kemiallisia rakenteita ja aerosolidynamiikkaa. Fokus on tietyissä kemiallisissa järjestelmissä, joita ei ole toistaiseksi sisällytetty ilmakehän kemian malleihin, mutta joilla on ratkaiseva vaikutus aerosolin muodostumiseen. Toiseksi haluamme luoda neuroverkkoja yhdistetylle kemialle ja aerosolidynamiikalle. Tällaista neuroverkkoa voitaisiin myöhemmin soveltaa alueellisiin sääennusteisiin sekä ilmanlaatu- ja ilmastoennusteisiin”, hän sanoo.
Suuria tavoitteita tarvitaan, sillä myös käsiteltävät ongelmat ovat suuria. Ilmaston lämpeneminen ja saasteet ovat hyvästä syystä uutisten kestoaihe. Eri toimijat etsivät ratkaisuja näihin globaaleihin ongelmiin ja ilmakehän tapahtumista kaivataan kipeästi parempaa tietoa myös akateemisen maailman ulkopuolella:
”Jotta voimme antaa hyödyllisiä suosituksia poliittisille päätöksille meidän on erittäin tärkeää saavuttaa täydellinen ymmärrys aerosolinmuodostusprosesseista ja monimutkaisesta ilmakehän kemiasta. Vain näin voimme olla varmoja siitä, ettei jonkin yhdisteen päästöjen vähenemisellä ole ei-toivottua seurausta muiden pitoisuuksiin”, Boy kuvailee.
Työskentely kahdessa yliopistossa ja kolmella paikkakunnalla – Helsingissä, Lahdessa ja Lappeenrannassa – saattaa kuulostaa haastavalta, mutta Boy kertoo asioiden sujuneen yllättävän sujuvasti. Aikaisemman Helsingin yliopistossa vietetyn uran myötä hän tuntee INARin jo läpikotaisin, eikä Lahtikaan ole vieras:
”Vaimoni varttui Lahdessa, joten vierailimme tässä kaupungissa monta kertaa jo ennen kuin muutimme Suomeen vuonna 1998. Niinpä Lahti oli minulle tuttu vuosikymmenten ajalta aloittaessani tässä työssä. Minulla on hyviä muistoja täältä, erityisesti Salpausselän kisoista, joita olimme katsomassa useita kertoja. Meillä on edelleen läheisiä ystäviä Lahdessa ja vierailemme heidän luonaan melko säännöllisesti. Työhuoneen myötä minulla on entistä enemmän syitä käydä täällä” hän kertoo.
Boy kuvailee myös LUT-yliopiston ilmapiirin olleen vieraanvarainen ja lämmin hänen ensimmäisestä vierailustaan lähtien. LUTin tutkijoiden kiinnostus yhdistää eri tieteenalojen tietoa monimutkaisten ongelmien ratkaisemiseksi on ollut näkyvää. Neljän kuukauden aikana he ovat yhdessä saavuttaneet hyvän ymmärryksen toistensa tutkimuksesta ilmakehän mallintamisen ja laskennallisen tekniikan saroilla. Asiat etenevät paljon nopeammin kuin Boy oli etukäteen ajatellut.
Tutkimustyön lisäksi uudella professorilla on lähiaikoina paljon tehtävää Lahdessa. Hän järjestää loppuvuoden aikana kaksi työpajaa ja ensi kesänä kesäkoulun. Opiskelijoita on tulossa Niemen kampukselle sekä Suomesta että ulkomailta. Boy on myös toinen pääpuhujista alueen suurimmassa vuotuisessa tiedetapahtumassa, Lahden tiedepäivässä.
Professori Michael Boy: Atmospheric Aerosols and their Impact on Climate and Health. Lahden tiedepäivä 24.11. klo 12.30. Auditorio 1, Mukkulankatu 19 Lahti. Tapahtuma on ilmainen ja avoin kaikille. Lisätietoja: www.lahdentiedepaiva.fi
Lisätietoa
Michael Boy
Professori, Ilmakehätieteiden keskus INAR & LUT School of Engineering Science
michael.boy@helsinki.fi tai michael.boy@lut.fi
+358 29 4151 660
