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Projekt
Untersuchung der Aerosolnukleationsmechanismen in der tropischen Troposphäre über dem Amazonasgebiet mit einem CI-APiTOFMassenspektrometer währen der CAFE-Brazil Messkampagne
Antragsteller
Professor Dr. Joachim Curtius
Fachliche Zuordnung
Physik und Chemie der Atmosphäre
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461450583
Die Neubildung von Aerosolpartikeln geschieht in der oberen Troposphäre in den Tropen zwar häufig, aber die Bildungsmechanismen und die chemischen Verbindungen, die die Partikelneubildung verursachen, konnten bisher nicht identifiziert werden. Im Amazonasgebiet wird in der bodennahen Grenzschicht und in der unteren Troposphäre nur sehr selten Aerosolneubildung beobachtet, daher ist die Neubildung in der oberen Troposphäre vermutlich ein wichtiger Prozess, der die gesamte Troposphäre mit Partikeln versorgt, die auch als Wolkenkondensationskeime eine wichtige Rolle für die Wolkenbildung und Wolkeneigenschaften spielen. Man nimmt auch an, dass die in der oberen Troposphäre neugebildeten Partikel auch eine wichtige Quelle für die Partikelpopulation der Stratosphäre sind. Es wurde von uns entdeckt, dass stark oxidierte organische Moleküle (HOMs), die sich bei der Oxidation von Monoterpenen bilden, sehr effizient neue Aerosolpartikel bilden können, auch ohne dass bekannte anorganische Nukleator-Moleküle wie z.B. Schwefelsäure beteiligt sind. Monoterpene werden in großen Mengen vom Regenwald in Amazonasgebiet emittiert und diese Moleküle überstehen vermutlich auch den Transport in die obere Troposphäre durch hochreichende Konvektion in Gewitterzellen. Wir möchten erstmalig zeigen, dass die Partikelneubildung in der oberen Troposphäre über dem Amazonasgebiet durch HOMs dominiert wird. Um diesen Mechanismus zu beobachten, planen wir, an der CAFE-Brazil Messkampagne (Chemistry of the Atmosphere: Field Experiment in Brazil) teilzunehmen, die im Winter 22/23 in Manaus, Brasilien, stattfinden soll. Die Messung der HOMs und anderer Schlüsselsubstanzen für die Partikelbildung wie z.B. Schwefelsäure wird mit einem hochsensitiven Nitrat-CI-APiTOF (nitrate-Chemical Ionization Atmospheric Pressure interface Time of Flight mass spectrometer) erfolgen, mit dem bereits winzige Spuren von HOMs nachgewiesen werden können. In Kooperation mit anderen Gruppen werden wir in der Lage sein, die Nukleationsmechanismen zu bestimmen sowie Nukleationsraten und Wachstumsraten der neugebildeten Partikel quantitativ zu messen.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
