CarboCity

Yksi keino kaupunkien ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa on maksimoida hiilidioksidin sitoutuminen kaupunkien viheralueisiin ja maaperään. Näiden hiilinielujen tehokkuudesta nyt tai tulevaisuudessa ei kuitenkaan ole tarkkaa tietoa johtue mittausten vähyydestä. Lisäksi kaupunkien maankäyttö ja paikallinen pienilmasto vaihtelevat huomattavasti, mutta tämän vaihtelun kuvaamiselle ei ole olemassa sopivia malleja. CarboCity pyrkii vastaamaan näihin tarpeisiin tutkimalla kaupunkien luonnollista hiilen kiertoa ja kehittämällä malleja, joilla voi määrittämää nämä hiilinielut sekä maksimoida tulevaisuuden hiilensidonta hankkeen tutkimuskaupungeissa (Helsinki, Lontoo, Minneapolis, Peking ja São Paolo). Hanke tehdään yhteistyössä Helsingin yliopiston ja Ilmatieteenlaitoksen kanssa. One solution for the cities to fight the climate change is to maximize carbon sink to urban green space.  There is still however a lack of research based information on how effective natural urban carbon sinks can be in present and future climates. This knowledge gap is partly due to lack of detailed ecophysiological research in cities and appropriate processed-based models that can account for the complex land use and microclimate in urban areas. CarboCity (Urban green space solutions in carbon neutral cities) project, funded by the Academy of Finland (2019-2023), will answer to these needs and provide such models by studying special characteristics of urban natural sinks and sources and by quantifying the natural carbon flows and storages in cities located at different climates (Helsinki, London, Minneapolis, Beijing and São Paolo). The project is done in collaboration between University of Helsinki and Finnish Meteorological Institute.

Osana projektia, tulemme 2020-2021 tekemään intensiivisen mittauskampanjan Kumpulan alueella SMEAR III mittausaseman ympäristössä. Mittausasema on osa Eurooppalaista tutkimusinfrastruktuuria ICOS (Integrated Carbon Observation System). Mittauksien tarkoitus on ymmärtää kuinka kasvillisuustyyppi ja sijainti vaikuttavat hiilen vaihtoon ja varastoitumiseen. Lisäksi mittauksia käytetään kehittämään malleja. Kampanjan aikana monitoroimme kolmea erilaista kaupunkiviheraluetyyppiä. Yksi mittauspiste sijaitsee Kumpulan kasvitieteellisessä puutarhassa, missä kolmen lehmuksen kaasunvaihtoa mitataan automaattisesti hiilidioksidikammioilla sekä sap-flow sensoreilla. Lisäksi mitataan maaperän ja ilman lämpötilaa, maan kosteutta, ja ilman suhteellista kosteutta. Puiden juurien kasvua, fluoresenssia ja kaasun vaihtoa mitataan myös manuaalisesti. Toinen mittauspiste sijaitsee kaupunkimetsässä, missä monitoroidaan kolmea koivua, ja kolmas mittauspiste vilkkaasti liikennöidyn tien varressa, missä monitoroidaan kolmea lehmusta. Näiltä paikoilta mitataan puiden sap flowta (verrannollinen puun haihduttamiseen), maaperän ja ilman lämpötilaa, maankosteutta ja ilman suhteellista kosteutta manuaalisten kaasunvaihto- ja fluoresenssimittausten lisäksi. During the project, we will monitor three different urban vegetation types in Kumpula around  the SMEAR III measurement station in 2020-2021. The station is part of the European research infrastructure ICOS. The most intensive monitoring site is located at the University of Helsinki botanical garden where three Tilia trees are monitored. At the site, automatic soil and leaf gas exchanges, soil moisture and temperature, air temperature, relative humidity and sap flow are measured. In addition, manual measurements of the gas exchanges, fluoresence and root growth are made. The second site is in urban forest where three birchs are monitored and third site next to a large road where three street trees (Tilia) are monitored. There automatic sap flow and the manual measurements are made together with manual observations of gas exchange and fluorescence.

Esimerkki dataa/Example data

Kuva 1. Maaperän lämpötila kolmelta syvyydeltä kaikilta kolmelta mittauspaikalta. Musta viiva näyttää ilman lämpötilan SMEAR III mittausasemalta 4 metrin korkeudesta/Figure 1. Soil temperature at the three sites. Black line shows the air temperature measured at the SMEAR III measurement tower.

Kuva 2. Maan kosteus kolmelta eri syvyydeltä/ Figure 2. Soil moisture at the study sites.

Kuva 3. Puiden haihdunta eri mittauspisteistä. Musta viiva näyttää haihdunnan SMEAR III mittausasemalta pyörrekovarianssimenetelmällä mitattuna/Figure 3. Evaporation measured at the study sites. Black line shows evaporation measured with eddy covariance technique at the SMEAR III measurement tower.

Publications

Jongen H.J., Steeneveld G.-J., Beringer J., Christen A., Fortuniak K., Hong J., Hong J.W., Jacobs C.M.J., Järvi L., Meier F., Pawlak W., Roth M., Theeuwes N., Velasco E. and Teuling R.J. 2021. Urban water storage capacity inferred from observed evapotranspiration recession. In review to Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1002/essoar.10506466.1

Järvi L., Havu M., Ward H.C., Bellucco V., Mcfadden J.P., Toivonen T., Heikinheimo V., Kolari P., Riikonen A. and Grimmond C.S.B. (2019). Spatial modelling of local-scale biogenic and anthropogenic carbon dioxide emissions in Helsinki. Journal of Geophysical Research – Atmospheres 124 (15), 8363-8384, https://doi.org/10.1029/2018JD029576

Presentations

Järvi L. and Kulmala L. (2020). CarboCity project – a novel quantification and description of urban biogenic fluxes. Abstracts of 4th ICOS Science Conference, 15-17.9.2020, online.

Havu M., Riikonen A., Kulmala L. and Järvi L. (2020). Improved understanding of urban street tree and soil carbon cycle. Abstracts of 4th ICOS Science Conference, 15-17.9.2020, online.

Havu M., Kulmala L.,. Riikonen A. and Järvi L. (2020). Modelling carbon sink of urban street trees and soil in Helsinki, Finland. Abstracts of the EGU General Assembly, 4.-8.5.2020, Online.

Yhteystiedot/Contact details:

Apulaisprofessori Leena Järvi, Helsingin yliopisto, leena.jarvi[a]helsinki.fi, https://twitter.com/ljjarvi

Vanhempi tutkija Liisa Kulmala, Ilmatieteenlaitos, liisa.kulmala[a]fmi.fi, https://twitter.com/lkulmala

CarboCity_FMI_SA