Turun ammattikorkeakoulun energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelman yksi suuntautumisaloista on vesitekniikka. Alan koulutustarjonnasta vastaa vesitekniikan tutkimusryhmä. Vesitekniikan koulutuksessa erilaisista vesiympäristöistä tehtävä…
Tekijät | Authors
Ilmastonmuutoksen ja rehevöitymisen torjunta edellyttävät luotettavaa tietoa meren tilasta
Hurautamme syksyisenä aamuna Seilin saaresta mittauspoijulle veneellä. Meri on verraten säyseä, mutta silti veneestä kiikkerälle poijulle siirtyminen vaatii jonkunlaisia akrobaatintaitoja – ja kuivapuvun. Hankeasiantuntija Jussi Laaksonlaita ja kenttämestari Heidi Nurminen suorittavat parin-kolmen viikon välein tehtävät huoltotoimet eli tarkastavat ja puhdistavat mittalaitteet ja varmistavat mittaustulosten luotettavuuden vertailumittauksella.
Lyhyt merimatka avoveneellä, veneestä taiturointi heiluvalle poijulle, mittauslaitteita kantavan hissin nostaminen, sensoreiden putsaus ja tarkistus. Seilin mittauspoijun huolto-operaatio tehdään muutaman viikon välein avovesikaudella jotta laitteet pysyvät kunnossa ja tuottavat luotettavaa tietoa meren tilasta. Katso videokooste huoltoretkestä.
Saaristomerellä Seilin saaren edustalla sijaitseva automaattinen profiloiva mittauspoiju on tuottanut tarkkaa tietoa meren tilasta ja hydrologisista prosesseista jo vuodesta 2011 lähtien. Laitteisto on Turun AMK:n, mutta seuranta ja sen rahoitus toteutetaan yhteistyössä Ilmatieteen laitoksen, Turun yliopiston Saaristomeren tutkimuslaitoksen ja Suomen ympäristökeskuksen kanssa. Tietoa hyödynnetään valtakunnallisessa merien tilan seurannassa ja sitä käytetään myös tausta-aineistona muihin tutkimuksiin.
Jatkuvatoimiset mittausasemat antavat tarkan kuvan meren prosesseista
Seilin poiju on varustettu vinssillä, joka liikuttelee sensoreilla varustettua mittaussondia pystysuuntaisesti vesipatsaassa pinnan (2 m) ja pohjanläheisen 40 metrin syvyyden välillä. Metrin syvyysvälein ja neljä kertaa vuorokaudessa tehtävien mittausten tulokset siirtyvät mobiiliverkkoa pitkin Turun AMK:n palvelimelle ja päivittyvät sieltä kuvaajiksi Saaristomeren tutkimuslaitoksen nettisivuille.
Yhteensä yksittäisiä mittauksia on kertynyt vajaassa kahdeksassa vuodessa satoja tuhansia. Aineisto piirtää tarkan kuvan mitä meressä – tässä tarkkailupisteessä – tapahtuu.
Mitattavia muuttujia on kuusi: lämpötila, suolaisuus, sameus, happi, planktonlevien määrästä kertova a-klorofylli sekä sinilevien määrä.
Poijun huolto kysyy hyvää tasapainoa. Poijulla huoltotöissä hankeasiantuntija Jussi Laaksonlaita, veneessä tilannetta seuraa kenttämestari Heidi Nurminen.
Vastaavia mittauspoijuja on maailmalla useita, mutta Suomessa Seilin seuranta-asema oli ensimmäinen laatuaan. Nyt automaattisten seuranta-asemien verkostoa ollaan laajentamassa kansallisen merentutkimuksen FINMARI-konsortion puitteissa koko Suomen etelärannikolle. Poijujen lisäksi esimerkiksi jatkuvatoimisia läpivirtausperiaatteella toimivia mittalaitteita on asennettu myös matkustajalaivoihin.
Sinnikkäällä työllä haitallinen rehevöityminen voidaan selättää, ja siihen tarvitaan myös luotettavaa tietoa veden laadusta ja meren biokemiallisista prosesseista.
Jatkuvatoiminen seuranta on viimevuosina yleistynyt. Sen edut ovat yksittäisiin näytteenottokertoihin nähden kiistattomat: yksittäiset ääriarvot ja ajallinen vaihtelu saadaan kiinni paljon luotettavammin. Mittaustekniikan kehityttyä myös tulokset ovat nykylaitteilla luotettavia. Toki laitteita pitää säännöllisesti huoltaa ja kalibroida ja tehdä vertailua perinteisillä menetelmillä otettujen näytteiden tuloksiin.
Tyystin yksittäisiin näytteisiin perustuvaa perinteistä veden laadun seurantaa ei vielä voida korvata jatkuvatoimisilla mittalaitteilla niiden hintavuuden vuoksi. Etenkin vaativiin meriolosuhteisiin tarkoitetut poijut ovat kalliita investointeja.
Kesällä merivesi kerrostuu
Poijuaineistossa näkyy selvästi tyypillinen kesäinen lämpökerrostuneisuus. Pintavesi lämpenee jopa yli 20 asteen, kuten menneenä hellekesänä, ja raskaampi kylmä, alle kymmenasteinen vesi painuu tiheydeltään suurempana pohjalle. Niiden väliin muodostuu termokliini, lämpötilan harppauskerros, joka pitää eri lämpöiset ja siten tiheydeltään erilaiset vesikerrokset erillään.
Lämpötila [°C] Meriveden lämpötila pinnasta 40 metrin syvyyteen.
Mittausaineistossa näkyy selvästi myös syksyinen lämpötilakerrostumisen purkautuminen eli syystäyskierto, joka voi tapahtua hyvin nopeasti: koko vesimassa voi sekoittua tasalämpöiseksi jopa alle vuorokaudessa. Purkautumisen laittavat liikkeelle viilenevät kelit ja syksyn navakat tuulet.
Ilmastonmuutos voimistaa rehevöitymistä
Lämpötilan ohella mielenkiintoinen muuttuja on levien määrä. Vuosikierron ensimmäinen levähuippu on kevään pii- ja panssarilevien massakukinta. Myöhemmin kesällä tulevat kiusalliset sinilevät, jotka usein nousevat tyynellä kelillä veden pintaan. Lämpötilakerrostuneisuus estää hapekkaan pintaveden ja hajotustoiminnan vuoksi vähähappisen pohjanläheisen veden sekoittumisen. Hapettomissa oloissa pohjaan sitoutuneet fosforiravinteet vapautuvat ja ruokkivat edelleen leväkasvua.
BGA [cells/ml] Sinileväpitoisuus (solujen määrä millilitrassa vettä) merivedessä. Sinilevien määrä on suurimmillaan loppukesällä, jolloin varsinkin tyynellä säällä pintaveden sinilevämäärä voi nousta erittäin suureksi.
Pintavesien lämpenemisen lisäksi ilmastonmuutoksen on arvioitu kiihdyttävän rehevöitymistä myös lisäämällä sateisuutta ja ravinnevalumia maa-alueilta. Samalla merivesi makeutuu ja asettaa haasteita suolaisuutta vaativille merilajeille.
Ilmastonmuutos-rehevöityminen, vaikea yhtälö siis kaiken kaikkiaan. Mutta sinnikkäällä työllä haitallinen rehevöityminen voidaan selättää, ja siihen tarvitaan myös luotettavaa tietoa veden laadusta ja meren biokemiallisista prosesseista.
Kuvat: Martti Komulainen
Videon kuvaus: Heta Laiho ja Suvi Harvisalo
Videon editointi: Heta Laiho
