So beeinflussen Luftschadstoffe das Klima
Aerosolpartikel reflektieren Sonnenlicht und tragen zur Wolkenbildung bei. Die Bildung neuer Teilchen ist ein komplizierter Prozess. Forscher haben erst vor kurzem begonnen, diesen auf molekularer Ebene zu verstehen. Zu wichtigen neuen Erkenntnissen verhalf ihnen dabei in den vergangenen Jahren das Experiment CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) am Europäischen Kernforschungszentrum CERN. In einem 26 Kubikmeter großen Edelstahltank können die Wissenschaftler die Bildung von Aerosolpartikel und Wolken unter extrem präzisen kontrollierbaren Bedingungen untersuchen.
Wie Wolken entstehen
Damit Wasserdampf in der Atmosphäre zu Tröpfchen kondensieren kann, sind Kondensationskeime erforderlich. Solche Keime können aus natürlichen Prozessen stammen, etwa winzige Sandkörner, oder von menschlichen Aktivitäten, etwa Rußpartikel. Sie können aber auch aus organischen Gasmolekülen neu gebildet werden. Diese werden hauptsächlich von Nadelbäumen in größeren Mengen emittiert, vor allem in den großflächigen nördlichen (borealen) Nadelwäldern.
Die Studie
„Multicomponent new particle formation from sulfuric acid, ammonia, and biogenic vapors“, Science Advances, 12.12.2018
Bis vor einiger Zeit dachte man, dass für die Bildung von Kondensationskeimen aus diesen organischen Verbindungen Schwefelsäure unerlässlich ist. Im CLOUD-Experiment wiesen die Forscher aber vor zwei Jahren nach, dass die organischen Verbindungen auch alleine als Geburtshelfer für Kondensationskeime fungieren können.
Nun zeigte das internationale Forscherteam, dem auch Wissenschaftler der Universitäten Wien und Innsbruck angehörten, dass in kontinentalen, mäßig belasteten Atmosphären, etwa in borealen Wäldern, Aerosolpartikel am effizientesten gebildet werden, wenn sowohl Schwefelsäure, Ammoniak als auch organische Stoffe gleichzeitig vorhanden sind. Stickoxide hingegen reduzierten die Menge der neu gebildeten Partikel. Die Ergebnisse helfen zu verstehen, wie sich die Bildung neuer Partikel und die damit verbundenen Auswirkungen auf das Klima verändern, wenn in Zukunft die Luftverschmutzung durch strengere Vorschriften und bessere Abgasreinigung abnimmt.
science.ORF.at/APA