Lead
Menschliche Aktivitäten führen zu Emissionen von Spurengases. Neben den Treibhausgasen gibt es auch solche Spurengase, die Aerosole (Feinstaub) verändern, was einen Einfluss auf die Eisbildung in Wolken haben könnte. Diesen möglichen Einfluss studieren wir in diesem Projekt, indem wir Mineralstäube in einem Stahltank zur Oberflächenmodifikation verschiedenen Spurengasen aussetzen. Diese Experimente werden mit in der Atmosphäre gealtertem Mineralstaub verglichen, der z.B. aus der Sahara stammt.

Lay summary

Experimentelle Studie zur Eiskeimfähigkeit von Mineralstaub in Abhängigkeit der Aufenthaltszeit in der Atmosphäre

Menschliche Aktivitäten verändern nicht nur das Klima, sondern auch chemischen Prozesse, die in der Atmosphäre stattfinden. Zum Beispiel führte die Einführung von Filtersystemen in Verkehr und Industrie zu einer starken Verringerung von einigen Spurengasen, was wiederum den Abbau anderer Substanzen verlangsamt hat. Auf der Oberfläche von Mineralstaub Aerosolen (luftgetragen Partikeln) finden Reaktionen mit Spurengasen statt, durch die ihre Oberflächeneigenschaften verändert werden. Sogenannte gealterte Staubpartikel können z.B. leichter Wasser kondensieren oder verlieren die Fähigkeit auf ihrer Oberfläche Eiskristalle wachsen zu lassen. Dadurch ändert sich ihr Einfluss auf die Wolkenbildung, und als Folge davon auf die Niederschlagsverteilung und den Strahlungshaushalt des Planeten.
Die vorliegende Studie zielt auf die Untersuchung des Einflusses von Oberflächenveränderung auf die Eisbildung in Wolken ab.
Es sind verschiedene Mechanismen bekannt wie Mineralstaubpartikel die Eisbildung begünstigen können, wobei das Gefrieren von Tropfen durch Kollisionen bisher noch wenig erforscht ist. Ein erster Schritt dieser Studie besteht darin zu quantifizieren wie häufig Partikel einer bestimmten Grösse von Tropfen eingefangen werden und ob eine Kollision ausreicht, um das Gefrieren des Tropfens bei einer bestimmten Temperatur zu verursachen. Zusammen mit bereits etablierten Experimenten, welche andere Eisbildungsmechanismen simulieren, kann dann der Einfluss von Partikeleigenschaften und Oberflächenmodifikationen untersucht werden. Zur Oberflächenmodifikation werden Mineralstäube in einem Stahltank Spurengasen (z.B. Schwefeldioxid, Stickoxide, Ozon) ausgesetzt. Diese Experimente werden mit in der Atmosphäre gealtertem Mineralstaub verglichen, der z.B. aus der Sahara stammt.