|
Wolken in der Atmosphäre bilden sich in Gegenwart von Aerosolpartikeln, an denen flüssige Tröpfchen kondensieren, wenn die relative Feuchte 100 % übersteigt, oder sich Eiskristalle bilden, wenn die Temperatur tief genug ist. Man versteht relativ gut, wie Aerosolpartikel beschaffen sein müssen, damit sich aus ihnen Wassertröpfchen bilden, viel unklarer ist jedoch, welche Aerosolpartikel für die Vereisung von flüssigen Wolken verantwortlich sind.
|
|
Viele Wolken bestehen immer noch aus flüssigen Wassertröpfchen, auch wenn die Temperatur tief unter 0°C gesunken ist. Wasservolumen von der Menge eines Woklentröpfchens können bis fast -40°C unterkühlt werden, ohne dass sie gefrieren. Wenn sie jedoch ein festes Aerosolpartikel enthalten, können Wolkentröpfchen gefrieren, sobald die Temperatur unter 0°C gesunken ist. Wenn die Eisnukleation an einem festen Einschluss wie einem Aerosolpartikel stattfindet, spricht man von heterogener Eisnukleation. Nur sehr wenige Aerosolpartikel haben die Eigenschaft, dass sie zum Gefrieren von Wassertröpfchen führen. Dazu gehören Mineralstäube, Russ, metallische Partikel, Vulkanasche und biologische Partikel wie zum Beispiel Pollen. Mineralpartikel haben ihren Ursprung meist in Wüsten wie der Sahara. Sie gelangen bei Sandstürmen in die Atmosphäre und können je nach Grösse weit transportiert werden. Wenn sie in eine Wolke gelangen, können sich an ihrer Oberfläche Eiskristalle bilden. Mineralstäube sind Gemische von verschiedenen Mineralien wie Quarz, Feldspate, Tonmineralien und Kalzit. Die genaue mineralogische Zusammensetzung der Mineralstäube und welche Bestandteile der Stäube für die Eisnukleation verantwortlich sind, ist jedoch immer noch unklar. Wir haben über die vergangenen Jahre Proben aus verschiedenen Wüstenregionen gesammelt (Sahara, Bolivien, Namibia, Botswana, Katar). Diese Proben wollen wir nun hinsichtlich ihres Gefrierverhaltens über einen weiten Temperaturbereich (-40°C bis 0°C) charakterisieren. Wir wollen zu verstehen versuchen, welche mineralogischen Bestandteile bei welcher Temperatur zum Gefrieren führen und ob die Gefriereigenschaften verändert werden, wenn man die Oberfläche der Mineralstäube verändert.
|