Grundforskning på aerosoler i Gumtäkt i Helsingfors bidrar till att lösa problemen med luftföroreningar i världen

Fysikern Katrianne Lehtipalo undersöker luftburna partiklar i jordens atmosfär. Det internationella forskarsamfundet är som ett stort gäng som tillsammans lägger ett enormt pussel: helhetsbilden och olika tillämpningar som påverkar folks vardag på olika håll i världen bygger på otaliga enskilda, omsorgsfullt utförda undersökningar.

Allt som svävar i luften kallas aerosoler. Aerosoler är små vätskeformiga eller fasta partiklar, exempelvis pollen.

– Pollen hör till de större partiklarna, de kan ju nästan ses med blotta ögat. Vi undersöker mycket mindre partiklar. Sådana som bara kan ses med exakta mätinstrument, säger Katrianne Lehtipalo, biträdande professor och fysiker vid Meteorologiska institutet och Centret för atmosfärvetenskaper (INAR) vid Helsingfors universitet.

Omkring hälften av alla aerosoler i atmosfären härrör från naturen, och kommer exempelvis ur haven, uppstår vid vulkanutbrott eller bildas när vinden rör upp damm i luften. Den andra hälften skapas av människor: trafiken och allt som bränns ökar mängden partiklar i atmosfären.

Grundforskning om molekyler ger information om luftföroreningar

Lehtipalos forskningsområde är synnerligen aktuellt. Luftburna partiklar påverkar klimatförändringen – vi vet fortfarande bara inte hur. Exempelvis visar IPCC:s rapporter att just aerosolernas inverkan på uppvärmningen av klimatet är en av de största osäkerhetsfaktorerna.

Aerosoler bidrar till molnbildningen och reflekterar därför bort solstrålningen från jorden. På så sätt har aerosolerna en klimatkylande effekt. Samtidigt är de också skadliga eftersom det är ohälsosamt att andas in dem. När man talar om bra eller dålig luftkvalitet, är det bland annat mängden aerosoler i luften som avses.

– I Europa och till exempel i Helsingfors har luftkvaliteten blivit bättre under de senaste årtiondena. Globalt sett har luftkvaliteten däremot försämrats, säger Lehtipalo.

För närvarande undersöker Lehtipalo hur aerosoler bildas på molekylnivå. Det här är grundforskning som forskare överallt i världen senare kan dra nytta av för tillämpad forskning. Forskningsområdet är exempelvis viktigt i Kina och Indien, där luftföroreningar är ett enormt problem.

Lehtipalo tänker på forskning som ett enormt pussel som forskare lägger tillsammans. Hennes egen forskning utgör en liten och exakt bit i den bild som pusslet visar.

– Förbättrade klimatmodeller är den större bild som jag försöker bidra till med min egen lilla bit.

Finländsk atmosfärforskning i världstopp

Förekomsten av aerosoler är känd sedan slutet av 1800-talet. I Finland var det Markku Kulmala, professor vid Helsingfors universitet, som i slutet av 1990-talet började utveckla forskningen. Han undersökte hur föreningar som frigörs i skogarna bildar luftburna partiklar. Numera är Kulmala en av världens mest citerade forskare inom atmosfärforskning, och hans forskning har utvidgats till en grupp på cirka tvåhundra forskare.

– Inom aerosolforskningen hör vi till världstoppen, säger Lehtipalo, som också ingår i gruppen.

Utöver att aerosolforskningen är mycket internationell, är den också en exceptionellt tvärvetenskaplig gren. Förutom fysiker behövs kemister, meteorologer och miljövetare.

Grundforskningen om aerosoler utnyttjas bland annat för klimatforskning, forskning om luftburna partiklars hälsopåverkan och förbättring av luftkvaliteten. Kring grundforskningen på området har bland annat ACTRIS, ett nätverk av mätstationer, uppstått och även i Finland har det grundats spin-off-företag som utgår från forskningen och tillverkar och säljer mätanordningar.

Aerosolpartiklar finns så gott som överallt, och därför finns det tillämpningsmöjligheter på många områden. Det är bara när grundforskningen gör framsteg som vi börjar se möjligheterna, eftersom tillämpningar uppstår utifrån grundforskningen.

– När pusslets ramar har lagts, blir det lättare att börja utforska ett nytt område. Få förmår lägga pussel inifrån och ut och med säkerhet säga att den här biten ska ligga just här, säger Lehtipalo för att åskådliggöra hur forskning bygger på tidigare undersökningar.

Forskning med egenvärde

Lehtipalo betonar att forskning kan ha egenvärde utan att den syftar till något särskilt. Det är just därför grundforskning görs.

– Vi vet ännu inte vad för forskning som kommer att gynna mänskligheten mest om hundra eller ens tio år.

Exempelvis har de forskare som ägnat sig åt grundforskning på olika coronavirus nu kunnat tillämpa sin forskning på helt andra sätt än tidigare.

Enligt Lehtipalo utesluter det att man uppskattar kunskapen i sig ändå inte att forskning också kan ha ett instrumentellt värde.

– Kunskap efterlyses för att kunna skapa pengar, hälsa, fritid eller något annat samhälleligt gott, säger Lehtipalo.

Nätverket av forskningsstationer producerar jämförbara data

Det finns alltid ett element av oförutsägbarhet i forskning: ibland uppstår något omvälvande, andra gånger inget alls. Det viktiga i aerosolforskningen är långsiktighet. Lehtipalo medverkar för närvarande till att bilda ett nätverk av forskningsstationer där luftburna partiklar i atmosfären mäts överallt i Europa. Syftet är att mätningarna ska göras samtidigt, på samma sätt och med liknande mätinstrument så att de data som fås fram blir jämförbara. När långa tidsserier tas fram kan man exempelvis jämföra vad som sker i atmosfären vid exceptionella händelser – till exempel när flygtrafiken blir stående på grund av en pandemi.

Lehtipalo tror att atmosfärforskningens tyngdpunkter i framtiden i allt högre grad kommer att ligga på hur vi kan förbereda oss på effekterna av klimatförändringen.

– Trots det behöver vi fortsättningsvis också sådan kunskap som grundforskningen kan ge om aerosolpartiklarnas egenskaper och beteende i atmosfären.

Katrianne Lehtipalo

Biträdande professor