Aerosol-Wolken-Wechselwirkung über dem südlichen Ozean: Massenspektrometrische Analyse von Aerosolpartikeln und Wolkeresiduen

• Antragsteller: Dr. Johannes Schneider
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552807738

Die Wechselwirkung zwischen Aerosolen und Wolken ist eine der größten Unsicherheiten für die Vorhersage zukünftiger Klimaszenarien. Zu den Unbekannten gehört die Frage, welche Aerosolpartikel als Wolkenkondensationskerne (CCN) und Eiskeime (INP) wirken können, aber auch, wie Aerosolpartikel zu CCN-Größen heranwachsen und wie Partikel durch Wolkendurchgänge prozessiert werden, d.h. wie die chemischen Eigenschaften der Partikel nach dem Verdunsten einer Wolke verändert werden. Die HALO-South-Mission wird zur Beantwortung dieser Fragen beitragen, indem sie flugzeuggestützte Messungen von Aerosol und Wolken über dem Südlichen Ozean durchführt. Der Südliche Ozean stellt eine relativ saubere, unberührte Region dar, in der die Wirkung von Aerosolen auf Wolken am größten ist. Die Mission soll im August und September 2025 von Christchurch (Neuseeland) aus stattfinden. Unsere spezifischen Ziele während dieser Mission sind: - Untersuchung von Wolkenresiduen aus flüssigen Wolken und Eiswolken. - Untersuchung des Wachstums von neu gebildeten Partikeln (insbesondere in der oberen Troposphäre). - Untersuchung der Zusammensetzung der Aerosolpartikel nach Wolkendurchgängen. Hierfür werden wir zwei Aerosol-Massenspektrometer einsetzen, die bereits mehrfach auf HALO betrieben wurden: Das Einzelpartikel-Laserablationsinstrument ALABAMA (betrieben während ML-CIRRUS, CAFE-Africa, CIRRUS-HL) und das quantitative Ensemble-Analyse-Instrument C-ToF-AMS (betrieben während ACRIDICON, EMeRGe, CAFE-Africa, CAFE-EU/BLUESKY, CAFE-Brazil, CAFE-Pacific). Die Kombination dieser beiden komplementären Instrumente ermöglicht eine detaillierte Beschreibung der Partikelchemie: Das C-ToF-AMS liefert eine quantitative Analyse verdampfbarer Aerosolverbindungen (Sulfat, Nitrat, Ammonium, organische Stoffe), während das ALABAMA auch nicht verdampfbares Material (z. B. Staub, Ruß) detektieren kann und Informationen über die Zusammensetzung der Partikel auf Einzelpartikelbasis liefert. Die Probenahme von Wolkenelementen wird mit einem virtuellen Gegenstromimpaktor (CVI) durchgeführt, der von einem der Projektpartner zur Verfügung gestellt wird.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the "High Altitude and Long Range Research Aircraft" (HALO)