Tahkuse õhuseirejaam

Urmas Hõrrak, Jaan Salm

Asukoht

Tahkuse Õhuseirejaam asub Pärnumaal, 27 km Pärnust kirdes, hõredalt asustatud maakohas, Soomaa Rahvuspargi lähedal.

Vaata ka pilte Tahkuse Õhuseirejaamast

Eesmärk

TÜ keskkonnafüüsika instituudi eelkäija, TRÜ aeroelektrilaboratoorium rajas Tahkuse vaatlusjaama eesmärgiga viia läbi regulaarseid atmosfääri füüsikalisi mõõtmisi vähesaastatud maaõhus. Peamist huvi tunti õhus hõljuvate üliväikeste elektriliselt laetud osakeste, aeroioonide vastu. Mõõtmismeetod põhineb laetud osakeste elektrilise liikuvuse määramisel. [Liikuvus on kiirus ühikulise tugevusega elektriväljas.] Õhus leidub väga erinevate liikuvustega osakesi; räägitakse liikuvuste jaotusest ehk liikuvusspektrist. Mida suurem liikuvus, seda väiksem on osake. Kõige väiksemad aeroioonid, kerged ioonid on oma mõõtmetelt võrreldavad suurte molekulidega.

Esimene algus

1984 aasta suvel 2 kuu jooksul mõõdeti kergete aeroioonide liikuvuste jaotust ehk liikuvusspektrit. Arvutiga juhitav aparatuur korraldas negatiivsete ja positiivsete aeroioonide mõõtmist ning salvestamist 2 min perioodiga.

Teine periood

1985 aasta juunis alustati negatiivsete ja positiivsete aeroioonide mõõtmist täiuslikuma automaatse aparatuuriga. Informatsioon negatiivsete ja positiivsete ioonide liikuvusspektri kohta saadi iga 5 min järel. Mõõtmised kestsid terve aasta ja sellesse mõõtmisperioodi sattus ka Tšernobõli tuumaelektrijaama avarii, mille tagajärjena oli märgata kergete ioonide kontsentratsiooni mitmekordselt kõrgendatud väärtusi 1986. a. maikuus.

Pikaajalised mõõtmised

1988. a. juulis käivitati samas kohas täiustatud aparatuur negatiivsete ja positiivsete aeroioonide liikuvusspektrite mõõtmiseks laias liikuvuspiirkonnas, mis sisaldab ka raskeid ioone. Samaaegselt mõõdetakse peamisi meteoroloogilisi parameetreid: tuule suund ja kiirus, õhu rõhk, temperatuur ja suhteline niiskus.

1991 aastast töötab atmosfääri NO₂ mõõtur, mis on kingitud Turu Ülikooli poolt.

1994. a. lisandus püranomeeter summaarse päikesekiirguse mõõtmiseks ning

1995. a. atmosfääri osoonikihi ekvivalentse paksuse mõõtur M-83.

1996. aastast mõõdetakse sademete hulka ja viiakse läbi sademete ioonkoostise analüüsi.

2003. aastast registreeritakse aerosooliosakeste mõõtmespektrit Tartu Ülikooli elektrilise aerosoolispektromeetriga.

Tulemused

Tahkuse Õhuseirejaama aparatuur võimaldab jälgida detailselt ja pika aja jooksul aeroioonide (laetud nanomeeterosakeste) liikuvusspektrit ja selle muutumist. Aeroioonide liikuvusspektritest saab tuletada aerosooliosakeste mõõtmespektri diameetripiirkonnas 1 ‑ 90 nm ning summaarse ionisatsiooni intensiivsuse. Selline seadmete kompleks on maailmamastaabis unikaalne.

Tänu sellele aparatuurile on Tartu teadlaste poolt Tahkuse Õhuseirejaamas kogutud ka maailmamastaabis kõige mahukam ja põhjalikum atmosfääriõhus leiduvaid laetud nanomeeterosakesi kirjeldav andmestik. Juba 1985. a. avastati seal 1 ‑ 2 nm läbimõõduga aeroioonide tekkepuhangud, mille füüsikalis-keemiline olemus on sama, mis viimastel aastatel atmosfääriaerosooli uurijate tähelepanu keskmesse tõusnud nukleatsioonipuhangutel.

Kui varem jaotasid atmosfääriuurijad aeroioone suurusklassidesse puhtkokkuleppeliselt, ilma pikemalt põhjendamata, siis tänu Tahkuse mõõtmistele on leitud aeroioonide põhjendatud klassifikatsioon.