Typpidioksidin kaukokartoitus Suomessa ja Euroopassa NASA:n Aura-satelliitin OMI-instrumentin avulla - Haakana, Suvi-Tuulia (My University, 2021)
Tutkimuksessa selvitetään geospatiaalisen aikasarja-analyysin avulla mahdollisuutta hyödyntää satelliittikaukokartoitusta ilmanlaadun seurannassa Suomen alueella sekä OMI-instrumentilla kerätyn satelliittidatan soveltuvuutta Suomen ilmanlaadun tutkimukseen. Ilmanlaadun indikaattorina tutkitaan typpidioksidia (NO2) ja tarkastellaan sen pitoisuuksissa tapahtunutta muutosta tutkimusjakson aikana, sekä geospatiaalista jakaumaa Suomen ja Euroopan alueella. Satelliittikaukokartoituksen avulla on mahdollista saada mitattua ilmanlaadun indikaattorien arvoja myös sellaisilta alueilta, joilta ei ole saatavilla tai joilla ei voida mitata dataa paikallisesti. Typpidioksidi aiheuttaa yhä edelleen Euroopassa ennenaikaisia kuolemia, sekä hengitys- ja verenkiertoelimistön sairauksia. Ilmanlaadun ja typpidioksidipitoisuuksien tutkimusta tarvitaan, jotta voidaan tunnistaa typpidioksidin päästölähteitä sekä kartoittaa korkean riskin altistumisalueita. Tutkimuksessa tuotetaan karttamuotoinen aikasarja, jonka avulla pystytään seuraamaan ilmanlaadun kehitystä ja jakaumaa typpidioksidin osalta kahdella kohdealueella: Suomessa ja Euroopassa. Ilmanlaadun kehitystrendin analysoimisen tueksi luodaan tutkimusajanjaksolla typpidioksidipitoisuuksissa tapahtuneesta muutoksesta muutoskartat tutkimusalueilta. Lisäksi lasketaan tilastollisia tunnuslukuja ja diagrammeja, joiden avulla voidaan seurata typpidioksidipitoisuushavaintojen jakaumaa. Tutkimuksessa selviää, että typpidioksidipitoisuudet Suomessa ovat muuhun Eurooppaan nähden melko alhaisia. Ilmanlaadun kehitys Suomessa vastaa suurelta osin Euroopan kehitystä ja noudattaa karkeasti myös asukastiheyttä maakuntatasolla tarkasteltuna. Typpidioksidipitoisuuksien jakaumassa ja muutoksessa on havaittavissa selkeä kahtiajako pohjois-etelä-akselilla. Tutkimusjakson aikana Suomen pitoisuudet ovat keskimäärin hieman nousseet, mutta viime vuosien aikana pitoisuuksien kehitystrendi on ollut laskeva.

The study uses geospatial time series analysis to investigate the possibility of utilizing satellite remote sensing to monitor air quality in Finland, and the suitability of satellite data collected with the OMI instrument for Finnish air quality research. Nitrogen dioxide (NO2) is studied as an indicator of air quality and the change in its concentrations during the study period, as well as the geospatial distribution in Finland and Europe, are examined. Satellite remote sensing enables to measure the values of air quality indicators also from areas where data are not available or where data cannot be measured locally. Nitrogen dioxide is still a cause of premature death in Europe, as well as respiratory and circulatory diseases. Research on air quality and nitrogen dioxide concentrations is needed to identify sources of nitrogen dioxide emissions and to identify high-risk exposure areas. The study produces a time series in map format that can be used to monitor the development and distribution of air quality for nitrogen dioxide in two target areas: Finland and Europe. To support the analysis of the air quality trend, trend maps of the change in nitrogen dioxide concentrations during the study period are created from the study areas. In addition, statistical indicators are calculated, and diagrams are used to monitor the distribution of nitrogen dioxide concentration observations. The study shows that nitrogen dioxide concentrations in Finland are quite low compared to the rest of Europe. The development of air quality in Finland largely corresponds to the development of Europe and roughly follows the population density at the provincial level. There is a clear dichotomy in the distribution and change of nitrogen dioxide concentrations on the north-south axis. During the study period, Finnish concentrations have increased slightly on average, but in recent years there has been a downward trend in concentrations in Finland.
Keywords: Satelliittikaukokartoitus, geospatiaalinen aikasarja-analyysi, ilmanlaadun indikaattori, OMI-instrumentti, typpidioksidi (NO₂) ilmansaasteena, in situ -mittaukset