Aerosol size distribution and its connection to cloud droplet number concentration

In order to predict the current state and future development of Earth s climate, detailed information on atmospheric aerosols and aerosol-cloud-interactions is required. Furthermore, these interactions need to be expressed in such a way that they can be represented in large-scale climate models. The largest uncertainties in the estimate of radiative forcing on the present day climate are related to the direct and indirect effects of aerosol. In this work aerosol properties were studied at Pallas and Utö in Finland, and at Mount Waliguan in Western China. Approximately two years of data from each site were analyzed. In addition to this, data from two intensive measurement campaigns at Pallas were used. The measurements at Mount Waliguan were the first long term aerosol particle number concentration and size distribution measurements conducted in this region. They revealed that the number concentration of aerosol particles at Mount Waliguan were much higher than those measured at similar altitudes in other parts of the world. The particles were concentrated in the Aitken size range indicating that they were produced within a couple of days prior to reaching the site, rather than being transported over thousands of kilometers. Aerosol partitioning between cloud droplets and cloud interstitial particles was studied at Pallas during the two measurement campaigns, First Pallas Cloud Experiment (First PaCE) and Second Pallas Cloud Experiment (Second PaCE). The method of using two differential mobility particle sizers (DMPS) to calculate the number concentration of activated particles was found to agree well with direct measurements of cloud droplet. Several parameters important in cloud droplet activation were found to depend strongly on the air mass history. The effects of these parameters partially cancelled out each other. Aerosol number-to-volume concentration ratio was studied at all three sites using data sets with long time-series. The ratio was found to vary more than in earlier studies, but less than either aerosol particle number concentration or volume concentration alone. Both air mass dependency and seasonal pattern were found at Pallas and Utö, but only seasonal pattern at Mount Waliguan. The number-to-volume concentration ratio was found to follow the seasonal temperature pattern well at all three sites. A new parameterization for partitioning between cloud droplets and cloud interstitial particles was developed. The parameterization uses aerosol particle number-to-volume concentration ratio and aerosol particle volume concentration as the only information on the aerosol number and size distribution. The new parameterization is computationally more efficient than the more detailed parameterizations currently in use, but the accuracy of the new parameterization was slightly lower. The new parameterization was also compared to directly observed cloud droplet number concentration data, and a good agreement was found.

Lipeäkäsitellyn vehnän vaikutus lypsylehmien syöntiin ja tuotokseen vapaalla seosrehuruokinnalla

Lipeä on vahva emäs, jonka on havaittu lisäävän hemiselluloosan ja ligniinin hydrolyysiä pötsissä. Näin ollen lipeäkäsittelyllä on mahdollista korvata viljan mekaaninen litistys ja jauhatus. Seosrehuruokinnalla, jonka osana on lipeäkäsitelty vilja, on mahdollista vähentää liiallisesta tärkkelyksestä aiheutuvia metabolisia ongelmia pötsissä. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää lipeäkäsitellyn vehnän vaikutusta lypsylehmien syöntiin ja tuotokseen ad libitum seosrehuruokinnoilla. Ruokinnoissa korvattiin kuivaa murskattua vehnää asteittain kokonaisella lipeäkäsitellyllä vehnällä. Kontrollina oli perinteisesti käytetty kuiva, murskattu ohra-kaura seos. Koe tehtiin Ruotsin maatalousyliopiston (SLU) maataloustieteiden laitoksella Uumajassa. Koe alkoi syyskuussa ja päättyi joulukuussa 2010. Kokeessa oli 17 useamman kerran poikinutta lehmää ja 6 ensikkoa (Ruotsin punainen -rotu). Lehmät olivat lämpimässä pihattonavetassa, jossa seosrehun syöntiä mitattiin vaakakuppien avulla. Koekäsittelyt olivat murskattu ohra-kaura seos (1:1), murskattu kuiva vehnä (1:0), murskatun kuivan vehnän ja kokonaisen lipeävehnän seos (1:1) ja kokonainen lipeävehnä (1:0). Ruokintojen kuiva-ainepitoisuudeksi asetettiin 370 g/kg ja raakavalkuaispitoisuudeksi 180 g/kg kuiva-ainetta. Näennäinen ravintoaineen sulavuus määritettiin happoon liukenemattoman tuhkan avulla. Typen hyväksikäyttöä arvioitiin laskennallisen typpitaseen avulla. Koe toteutettiin 4x4 latinalaisen neliön koemallin mukaisesti ja käsittelyjen väliset tilastolliset erot testattiin kontrastien avulla. Kuiva-aineen (PQ=0,02) ja orgaanisen aineen (PQ=0,02) syönnit lisääntyivät, samalla kun niiden sulavuudet paranivat korvattaessa puolet kuivasta vehnästä lipeävehnällä. Ruokintojen välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa maitotuotoksessa eikä energiakorjatussa maitotuotoksessa. Maidon rasvatuotos lisääntyi vähän (PQ=0,04) ja rasvapitoisuus selvästi (PQ=0,004), kun kuivasta vehnästä korvattiin puolet lipeävehnällä. Kun kaikki kuiva vehnä korvattiin lipeävehnällä, maidon valkuaispitoisuus väheni (PL<0,001). Samoin kävi maidon ureapitoisuudelle (PL=0,002). Lipeäkäsittely ei tuottanut tässä kokeessa taloudellisesti kannattavaa tulosta, sillä maidon valkuaispitoisuus väheni ja syönti lisääntyi maitotuotoksen pysyessä samana. Vehnäruokinnoista paras tuotosvaste saatiin kuivan vehnän ja lipeävehnän seoksella.