Ühtlasi ka Reading'i Ülikoolis töötav Toll nendib, et õhukvaliteedi parandamine soojendab küll Maa kliimat, aga teeb seda seni arvatust vähem ja palju enam mõjutab kliimat inimtekkeliste kasvuhoonegaaside soojendav efekt. Uuringu tulemused aitavad täpsemini hinnata Maa kliima tundlikkust inimtegevuse mõjutusele ja parandavad tuleviku kliimaprognooside usaldusväärsust.

Pisikesed saasteosakesed on eluks planeedil Maa hädavajalikud, sest pilved ja sademed tekivad tänu nendele osakestele kondenseeruvast veeaurust. Looduslikud saasteosakesed on näiteks õhku pihustunud meresool, tolm, põlengute suits ja erinevad orgaanilised ühendid.

Tööstuse ja muu inimtegevuse tagajärjel õhu saastatus suureneb, põhjustades paljudes piirkondades tõsiseid terviseprobleeme nagu astma ja südameveresoonkonna probleemid. Aga samas tähendab kõrgem õhu saastatus ka suuremat hulka pilvetekke osakesi ning vee jaotumine rohkemate piiskade vahel viib väiksemate pilvepiiskade tekkeni. Väiksemate pilvepiiskade mõjul võib omakorda kasvada pilvede paksus ja hulk, mis on näha ka artikli lõpus olevatelt satelliidipiltidel laevade ja vulkaanilisest õhusaastest mõjutatud pilvedest.

Üks põhjus, miks pilvede paksus inimtekkeliste saasteosakeste mõjul teatud tingimustel kasvab, seisneb selles, et väiksemad pilvepiisad moodustavad vähem sademeid.

Seni ongi oldud arvamusel, et pilvedes on inimtekkeliste õhusaaste osakeste mõjul rohkem vett ehk pilved on paksemad ja see kompenseerib olulise osa kasvuhoonegaaside kliimat soojendavast mõjust. Nüüd aga osutab Velle Tolli juhtimisel tehtud värske uuring vastupidisele.

Satelliitpiltidelt saastunud pilvede omadusi analüüsides leiti, et inimtekkeline õhusaaste muudab pilvepiisku küll väiksemaks, aga vastupidiselt seni arvatule on pilvede keskmine paksus hoopis kahanemas. Pilvede paksuse kahanemine toimub suhteliselt vähesel, kuid siiski selgesti märgataval määral.

"Tõenäoliselt on selle põhjuseks asjaolu, et väiksemad pilvepiisad aurustuvad kiiremini. Pilvede paksuse kahanemine viitab, et õhusaaste kliimat jahutav efekt on seni arvatust nõrgem ja inimtekkelist kliimamõju domineerib tugevasti kasvuhoonegaaside soojendav efekt," sõnas uuringu juhtautor Toll.

"Meie uuring näitab, et pilvede omadused ei ole õhusaaste osakeste hulgale nii tundlikud, kui on seni arvatud. See on oluline tulemus inimtegevuse kliimamõju täpsustamise ja piiramise seisukohalt. Meie uuringu tulemused näitavad, et kasvuhoonegaaside ja saasteosakeste emissioonide samaaegne piiramine on väga tõhus meetod globaalse soojenemise pidurdamiseks," sõnas vanemteadur.

Saasteosakeste roll globaalses soojenemises

Võrreldes tööstusrevolutsioonieelse ajaga on Maa globaalne keskmine õhutemperatuur tõusnud ligikaudu kraadi võrra. Valitsustevahelise Kliimamuutuste Nõukogu viiendas raportis on hinnatud, et sõltuvalt inimtekkeliste kasvuhoonegaaside ja saasteosakeste emissioonidest kerkib globaalne keskmine õhutemperatuur 21. sajandi lõpuks võrreldes tööstusrevolutsioonieelse ajaga 1,5 kuni 5,5 kraadi.

"Kui soojaks kliima tulevikus kujuneb, sõltub suuresti inimtegevuse jätkuvast mõjust Maa atmosfääri koostisele, täpsemalt sellest, kui kiiresti suudame majanduse muuta süsinikuneutraalseks," selgitas Toll ja jätkas: "Aga inimtegevuse tagajärjel muutub atmosfääri koostist ka selliselt, et sellel on kliimat jahutav toime ja see kompenseerib osaliselt kasvuhoonegaasidest tulenevat globaalset soojenemist. Nimelt, õhku pihustunud mikroskoopilised vedelad ja tahked õhusaaste osakesed – sulfaadid, nitraadid, põlengute suits jt – peegeldavad rohkem päikesekiirgust maailmaruumi tagasi ja muudavad ka pilvi heledamaks."

Tolli sõnul saavad õhu saastatuse vähendamise vajalikkusest kõik ühtemoodi aru, aga paraku on inimtekkeliste kasvuhoonegaaside emissioonidega kaasnevate riskide mõistmine olnud palju keerulisem. "Arenenuimad riigid on õhukvaliteedi probleemi tänaseks teatud määral kontrolli alla saanud. Loodetavasti suudame kahandada kasvuhoonegaaside heidet võrreldes õhusaastatuse vähendamisega veelgi tõhusamalt. Kuigi kliima soojenemist ei õnnestu ka sellega täielikult vältida, on inimkonna võimuses kahandada väga tõsiseid globaalseid loodus- ja majanduslike kahjusid."

Saastunud pilved satellidipiltidel

Pilvede paksus ei kasva aga alati saasteosakeste mõjul. Kõnealuses uuringus analüüsiti õhusaastest tingitud pilvede paksuse muutust. Selleks uuriti erinevatel kontinentidel paiknevate tööstuspiirkondade jäetud jälgi pilvedes NASA satellitinstrumendi MODIS mõõtmiste abil.

Kui ookeani kohal võib laevade poolt mõjutatud pilvi eristada saastumata pilvedest palja silmaga, siis maismaa kohal neid sellisel kujul näha ei ole. Siinkohal võib lugeja end proovile panna ja uurida, kas ta eristab alloleval satelliitpildil saastunud pilvi saastumata pilvedest. Tõenäoliselt mitte.  

Esmapilgul silmale suhteliselt nähtamatu saasteosakeste mõju pilvedele on võimalik hõlpsasti nähtavaks teha. Selleks tuleb kasutada inimsilmale nähtamatut elektromagnetkiirgust. Päiksekiirguse spektri lähis-infrapunases osas on saastatud pilved eristatavad heledate aladena, kuna saastatud pilvedes on pilvepiisad väiksemad. Allpool on sama satelliidipilt, mis üleval, aga nüüd on kasutusel ka satelliitinstrumendi lähis-infrapunase kanali mõõtmised.  

Siin on saastumata pilved pruunika-kollaka värviga ja saastunud pilved heledate jugadena, mis looklevad Venemaalt Balti riikide poole.

Kuigi me üldjuhul ei märka inimtegevuse poolt atmosfääri jäetud saastejälgi sama kergesti kui inimeste poolt aluspinnale tehisrajatiste näol jäetud jälgi, on ka atmosfäär inimtegevuse jälgi täis. Lisaks sellele, et eeltoodud satelliitpiltidelt avaneb pilkupüüdev vaatepilt inimtegevuse mõjust pilvedele, saab nende piltide abil uurida ka inimtegevuse panust kliima soojenemisse. 

Uurimistööd on finantseerinud Eesti Teadusagentuur (PUT PSG202 "Tööstusemissioonidest saastunud pilved aitavad mõista inimtegevuse kliimamõju") ja Ühendkuningriigi NERC projekt CLARIFY-2016. Uurimistöö viidi läbi Reading'i Ülikoolis ja Tartu Ülikoolis.