Wer macht das Wetter?

Es ist bekannt, dass organische Aerosolpartikel in der Luft klimawirksam sind. Schwebeteilchen in der Atmosphäre beeinflussen die Wolkenbildung, die Strahlungsbilanz der Erde und somit das Klima.

Bislang war unklar, wie genau sich solche Aerosolteilchen aus den flüchtigen organischen Stoffen bilden, die natürlicherweise von Bäumen und anderen Pflanzen in die Luft abgegeben werden. In internationaler Kooperation haben Wissenschaftler des Instituts für Energie- und Klimaforschung am Forschungszentrum Jülich mittels innovativer Analysetechnik das Rätsel gelöst. Sie entdeckten und charakterisierten die extrem schwerflüchtigen Dämpfe, die für das Wachstum der Schwebeteilchen bis auf eine klimawirksame Größe von 50 bis 100 Nanometern verantwortlich sind. Die  extrem schwerflüchtigen Dämpfe  (ELVOC) bestehen demnach aus relativ großen Molekülen. Die Wissenschaftler erklären plausibel und gestützt durch zahlreiche experimentelle Befunde, wie sich diese Dämpfe nahezu unmittelbar bilden, wenn Monoterpene und andere Pflanzenemissionen in die Atmosphäre gelangen. Die Dämpfe können sich anschließend auf Aerosolpartikeln niederschlagen, die in der Luft schweben und typischerweise 3 Nanometer klein sind. Die Partikel wachsen dadurch auf rund 100 Nanometer an – eine Größe, in der sie als Kondensationskeim zur Wolkenbildung beitragen oder einfallendes Sonnenlicht in die Atmosphäre reflektieren.Die Ergebnisse beruhen wesentlich auf Messungen, die mittels einer neuen und besonders leistungsfähigen massenspektrometrischen Analysemethode in einer Glaskammer durchgeführt wurden. In einer Vorstudie hatten die Wissenschaftler in der Kammer untersucht, wie sich die Substanz, die Bäume mengenmäßig am meisten in die Atmosphäre emittieren – α-Pinen – in der Luft bei Anwesenheit von Ozon und Wasserdampf umsetzt. Dabei waren sie  auf Cluster von großen  Molekülen mit natürlich in der Luft vorkommenden Nitrat-Ionen gestoßen. Nahezu identische Signalmuster waren bei Messungen in einer waldreichen Region in Finnland beobachtet worden. Ein gutes Verständnis des Zusammenhangs zwischen Erhöhung der Bodentemperatur, Pflanzenemissionen, Aerosolentstehung und Wolkenbildung gilt unter Fachleuten als wesentlich, um die künftige Entwicklung des Klimas richtig vorherzusagen. Originalveröffentlichung in; „Nature“ 506, DOI: 10.1038/nature13032Bild: Forschungszentrum Jülich – Glaskammer mit Massenspektrometer zur Ermittlung von das Klima beeinflussenden Aerosolen

Erstellt am 31.3.2014

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