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Den Einfluss von Staub und anderen atmosphärischen Kleinstpartikeln auf das Klima untersuchen Wissenschaftler aus vier Nationen in diesen Wochen auf dem Jungfraujoch in den Schweizer Alpen. Beteiligt ist auch eine Arbeitsgruppe von der Universität Würzburg, deren Aufgabe die chemische Charakterisierung von Aerosolen ist.
Die Hochalpine Forschungsstation Jungfraujoch befindet sich in den Berner Alpen in der luftigen Höhe von 3.580 Metern. Sie zieht Klimaforscher aus aller Welt insbesondere deshalb an, weil sie sich in der so genannten freien Troposphäre befindet, einer Luftschicht, die für das weltweite Klima von großer Bedeutung ist.
Bis Ende März arbeiten dort etwa 20 Wissenschaftler aus Deutschland, der Schweiz, England und Ungarn an einer umfassenden physikalischen und chemischen Charakterisierung der atmosphärischen Aerosole, also der partikelhaltigen Luft. Ziel der Untersuchungen ist es, den Einfluss kleinster Partikel auf das Klima zu beschreiben. Die fraglichen Teilchen haben einen Durchmesser von nur 0,1 bis einem Tausendstel Millimeter.
Die Bedeutung dieser Partikel, seien sie nun natürlichen Ursprungs oder vom Menschen verursacht, gerät laut Prof. Dr. Bernhard Spengler vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Würzburg immer stärker in den Blickpunkt der Klimaforschung: Sie sind unter anderem an der Wolkenbildung beteiligt und können so dem Treibhauseffekt entgegenwirken. Außerdem streuen sie einfallendes Sonnenlicht in den Weltraum zurück, was ebenfalls eine abkühlende Wirkung auf das Weltklima hat. Wie groß diese Effekte sind, ist aber noch weitgehend unbekannt. Um hier voran zu kommen, müssen Zusammensetzung und Wechselwirkungen einzelner Partikel umfassend beschrieben werden.
Die Besonderheit der aktuellen Messkampagne liegt darin, dass viele aerosol-analytische Methoden zusammengeführt werden. Von großer Bedeutung ist dabei die direkte chemische Analyse einzelner Partikel, und diese Aufgabe wird von den Wissenschaftlern um Prof. Spengler erledigt: Sie haben hierfür eine Methode entwickelt, die so genannte "bipolare online-Lasermassenspektrometrie", und sie haben ein mobiles Messgerät namens LAMPAS (Laser Mass Analyzer for Particles in the Airborne State) gebaut, das sich schon des öfteren im Einsatz befand.
Der LAMPAS wird am 9. März zum Jungfraujoch transportiert. Er wiegt 300 Kilogramm, nimmt ein Volumen von drei Kubikmetern ein und kann folglich nicht auf dem üblichen Weg mit Bergbahn und Aufzug zum Einsatzort transportiert werden. Stattdessen muss er, am Transportseil eines Helikopters hängend, von der Talstation aus einen Höhenunterschied von 2.480 Metern überwinden. Vor Ort wird das Gerät dann innerhalb einer Stunde messbereit sein.
Bei dem von den Würzburger Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Klaus-Peter Hinz verwendeten Messverfahren wird die partikelhaltige Luft direkt in das Massenspektrometer eingeströmt. Dort werden einzelne Partikel erkannt und noch während ihres Flugs durch das Gerät von einem Hochleistungslaser verdampft. Dabei zerfallen sie zum Teil in ihre atomaren und molekularen Bestandteile; anschließend wird die Masse der Bruchstücke bestimmt. Auf diese Weise können pro Stunde einige Tausend Partikel chemisch charakterisiert werden. Außerdem lässt sich so beschreiben, wie sich die Zusammensetzung der Aerosole im Lauf der Zeit verändert.
Weitere Informationen: Prof. Dr. Bernhard Spengler, T (0931) 888-6360, Fax (0931) 888-6362, E-Mail:
bspengler@phys-chemie.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Environment / ecology, Geosciences, Oceanology / climate
transregional, national
Research projects
German
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