Tahkuse õhuseirejaama vajalikkuse põhjendus
Koostanud U. Hõrrak ja H. Tammet, TÜ keskkonnafüüsika instituut

1. Senine tegevus
Tahkuse õhuseirejaam asutati Tartu Ülikooli keskkonnafüüsika instituudi uurimislaboratooriumi baasil. OÜ Tartu Keskkonnauuringud liitus Tahkuse vaatlusprogrammiga hiljem. Sellega pandi alus akadeemiliste ja ametkondlike keskkonnauuringute koostööle, mis on kandnud keskkonnaseire teaduse jaoks häid vilju (vt.  viited 1-5). Tahkuse väljund ametkondliku keskkonnaseire jaoks on seni absoluutmõõdus tagasihoidlik (6-10), tulemuste/kulutuste suhtega mõõtes aga mitte kõige halvem.
Tahkuse õhuseirejaam on teostanud pikaajalisi kompleksseid atmosfääri füüsikalisi ja keemilisi mõõtmisi, et saada statistiliselt kaalukat informatsiooni saasteparameetrite ja nende trendide kohta vähesaastatud maismaa-piirkonnas. Aeroioonide liikuvusspektrite ja osakeste suuruse järgi fraktsioneeritud aerosooli kontsentratsiooni mõõtmiste väljund on olnud eeskätt teadusele orienteeritud. Aeroioonide ja aerosooli variatiivsust (aastased ja ööpäevased käigud, saaste trend ja puhangud) ning aerosooli-NO2 korrelatsiooni kirjeldavatel andmetel on ka keskkonnakaitseline väärtus. Keskkonnakaitselist informatsiooni sisaldavad NO2 kontsentratsiooni ja atmosfääri osoonikihi paksuse paralleelsed mõõtmised (vt. 7-8). Tahkuse õhuseirejaam osaleb ka allprogrammis "Sademete keemia Põhja-Eestis" (9-10).
Tahkuse õhuseirejaama senine finantseerimine OÜ Tartu Keskkonnauuringud poolt on taganud andmehõive, pole aga võimaldanud muretseda uut seireaparatuuri ega arendada andmeanalüüsi meetodeid salvestatud informatsiooni täielikumaks kasutamiseks keskkonnaseire huvides. Tartu Ülikooli poolne finantseerimine põhineb konkreetsete kitsaste ülesannetega uurimisgrantidel ja sellest on piisanud parajasti grantiprojektides nõutud akadeemilise uurimistöö tagamiseks.

2. Eeskujuks olevad seirejaamad
Arenenud riikides on mõned fooniseirejaamad reeglina ka akadeemilise uurimistöö baasiks. Koostööl on alati mitu eesmärki, nende hulgas: stimuleerida keskkonnaseire alast uurimis- ja arendustööd, katsetada ametkondlikult standardiseerimata innovaatilisi seiremeetodeid, tagada seirespetsialistide väljaõppeks vajalik praktika, tagada keskkonnaseire rahvusvahelisi koostööprojekte jne.
Majanduslikult heal tasemel olevate riikide pilootjaamad on hästi finantseeritud. Üks selliseid baase on Mace Head'i Atmosfääri Uurimisjaam Iirimaal (vt. http://macehead.physics.nuigalway.ie/parforce/). Jaam asutati 1958. a. kui Iirimaa Rahvusülikooli Galway füüsikaosakonna õppe-uurimisbaas. Tänu soodsale asukohale Atlandi ookeani rannikul on sellest nüüdseks kujunenud laialdase rahvusvahelise tunnustusega uurimisbaas, kus toimub ka väga paljude saastefaktorite, eriti just aerosoolse saaste, rutiinne monitooring. Seireandmed on osa Iiri Vabariigi rahvusvaheliste kohustuste täitmiseks vajalikust materjalist, need on aluseks ka Põhja Atlandi atmosfääri loodusliku foonkoostise määramisel. Mace Head kuulub Ülemaailmse Meteoroloogiaorganisatsiooni globaalse atmosfääriseire võrgu (Global Atmosphere Watch's Global Network) jaamade hulka, seda on kasutanud ja kasutavad praegu baasjaamana paljud rahvusvahelised atmosfääriuurimise projektid (AGAGE, AEROCE, BMCAPE, ACSOE, PARFORCE jt.). Jaam annab tööd kohalikele elanikele, renditasud rahvusvahelistelt projektidelt on oluline lisa eelarvesse.
Ametkondlikku keskkonnaseiret ja akadeemilist uurimistööd liitvaid pilootjaamu on paljudes riikides (vt. http://www.nilu.no/projects/ccc/). Meile lähim on Soomes Helsingi Ülikooli metsauurimise baasina rajatud Hyytiälä uurimisjaam (http://mist.helsinki.fi/biofor/), mille kohta kehtib enamus Mace Headi kohta öeldust.

3. Arenguvõimalused
Eesti õhuseiret ja õhu kvaliteeti puudutavad normid on kavas viia kooskõlla Euroopa Liidu normidega, s.h. õhu kvaliteedi raamdirektiiviga 96/62/EC ja direktiiviga 99/30/EC (11-12). Viimane kehtestab piirväärtused ka õhu aerosoolsele saastele (PM2.5 ja PM10). Aerosoolsaaste foonijaama ülesannet võiks täita Tahkuse õhuseirejaam, mille asukoht Soomaa Rahvuspargi läheduses on soodne. Tahkusel seni salvestatud raskete ioonide spektrid lubavad ka retrospektiivselt hinnata õhu aerosoolse saaste peenemõõdulist osa, mis on fooni tingimustes PM2.5-ga tihedalt korreleeritud. Juhul, kui seniseid mõõtmisi laiendada PM2.5 paralleelse mõõtmisega, siis saaks hinnata regressioonifunktsiooni ja seda kasutades leida ka PM2.5 jaoks põhjendatud retrospektiivse hinnangu. Esimese sammuna selles suunas on OÜ Tartu Keskkonnauuringud koos Tartu Ülikooli keskkonnafüüsika instituudiga teinud taotluse PM2.5 foonikontsentratsiooni mõõtmiseks Tahkusel alates aastast 2001 osana õhuseire allprogrammist 2.11. “Õhu kvaliteedi kompleksuuringud Tahkusel”.
Kõige täiuslikuma hinnangu keskkonna aerosoolsele saastele annab aerosooli osakeste suurusjaotus, millest on võimalik tuletada osakeste pind-, ruum- ja masskontsentratsiooni jaotused. Euroopa seireprogrammide arenduskavades on nimetatud vajadust tulevikus kirjeldada aerosoolset saastet osakeste suurusjaotuste kaudu (13). Aerosooli suurusjaotuste mõõtmise osas on Tahkuse jaamal rahvusvahelist tähelepanu äratanud kogemus, mis loob perspektiivi vaadelda Tahkuse jaama aerosooliseire meetodite arendamise pilootjaamana ka Euroopa mastaabis.
Oluliseks osaks Tahkuse õhuseirejaama arendamisel peaks kujunema standardsete seiremeetodite kvaliteedi tagamine vastavalt seiresüsteemi nõuetele. See osutub aga võimalikuks ainult vastavate finantsvahendite olemasolu korral ja Eesti Keskkonnauuringute Keskuse juurde rajatava analüsaatorite kalibreerimiskeskuse abil. Finantseerimisest oleneb ka seni kasutusel oleva NO2 anduri vahetamine standardse aparaadi vastu ja aerosooliuuringute jaoks eriti olulise SO2 anduri lisamine Tahkuse aparatuuriparki.
TÜ keskkonnafüüsika instituut suudaks enda vahendeid kasutades lähitulevikus välja arendada moderniseeritud andmehõivesüsteemi (NO2, SO2, PM), ning tagada mõõtmistulemuste esmane analüüs ja visualiseerimine interneti veebilehel samaviisi kui see on tehtud instituudi ilmajaama leheküljel http://meteo.physic.ut.ee/.

Viited
1. Hõrrak, U., H. Iher, A. Luts, J. Salm, and H. Tammet, Mobility spectrum of air ions at Tahkuse Observatory, J. Geophys. Res. Atmospheres, 99, 10697-10700, 1994.
2. Hõrrak, U., Mirme.A, J. Salm, E. Tamm, and H. Tammet, Air ion measurements as a source of information about atmospheric aerosols, Atmospheric Research, 46, 233-242, 1998a.
3. Hõrrak, U., J. Salm, and H. Tammet, Bursts of intermediate ions in atmospheric air, J. Geophys. Res. Atmospheres, 103, 13909-13915, 1998b.
4. Hõrrak U., Salm J. and Tammet H. (2000) Statistical characterization of air ion mobility spectra at Tahkuse Observatory: Classification of air ions. - J. Geophys. Res. Atmospheres, 105, 9291-9302.
5. Vana, M., Hõrrak, U. and Tamm, E. (2000) Comparative study of the ultrafine aerosol particle and intermediate air ion concentration bursts in the atmosphere. J. Aerosol Sci., 31, S176–S177.
6. Rein Sepp, Jaan Salm (1995) Õhuseire Tahkusel. Keskkonnaseire 1994, Eesti Vabariigi Keskkonnaministeeriumi Info- ja Tehnokeskus, Tallinn, lk.25-28.
7. Urmas Hõrrak, Jaan Salm, Hilja Iher (1996) Õhuseire Tahkusel. Keskkonnaseire 1995, Eesti Vabariigi Keskkonnaministeeriumi Info- ja Tehnokeskus, Tallinn, lk.25-28.
8. Hõrrak, U., Iher, H., Salm, J. (1998) Keskkonnaseire Tahkusel. Environmental Monitoring at Tahkuse, in: Eesti Keskkonnaseire 1996 Estonian Environmental Monitoring, Eesti Vabariigi Keskkonnaministeeriumi Info- ja Tehnokeskus. Tallinn pp. 30–33.
9. Hilja Iher, OÜ Tartu Keskkonnauuringud. Sademete keemia uuringud Lõuna -Eestis 1999.a., http://www.seiremonitor.ee/ap/02_7_kokku.php3
10. OÜ Tartu Keskkonnauuringud. Vahearuanne sademete keemia uuringutest Lõuna –Eestis, http://www.seiremonitor.ee/ap/02_7_vahearu_Ipa.php3
11. Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to limit values for sulphur dioxide, nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, particulate matter and lead in ambient air. Official Journal L 163 , 29/06/1999 p. 0041 – 0060, http://europa.eu.int/eur-lex/en/lif/dat/1999/en_399L0030.html
12. Council Directive 96/62/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management. Official Journal L 296 , 21/11/1996 p. 0055 – 0063, http://europa.eu.int/eur-lex/en/lif/dat/1996/en_396L0062.html
13. EMEP-WMO Workshop on fine particles – emissions, modelling and measurements. EMEP/CCC-Report 9/2000, http://www.nilu.no/projects/ccc/reports2000/index.html