Experimentelle Untersuchung von Aerosol an der Küste und vom offenen Ozean (EICA)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Jens Bange; Professorin Dr. Astrid Lampert; Dr. Birgit Wehner
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532507805

Die Entstehung von Aerosolpartikeln aus der Gasphase trägt wesentlich zur globalen Aerosolkonzentration bei. Die Entstehungsprozesse, die zur sogenannten Partikelneubildung führen, sind jedoch sehr komplex. Insbesondere ist der Beitrag von Partikelneubildung über dem offenen Ozean unklar. Das Projekt EICA zielt darauf ab, zwischen Partikelneubildung über dem offenen Ozean und in Küstennähe zu unterscheiden, und beide Arten zu lokalisieren und quantifizieren. Die Untersuchungen sind an der Westküste von Irland am Observatorium Mace Head geplant, das zum Messnetz „Global Atmosphere Watch“ gehört. Beim Projekt EICA werden mit zwei unbemannten Flugsystemen hochaufgelöste Messungen durchgeführt. Das eine misst vor allem die Partikelanzahlkonzentration in verschiedenen Größenklassen, insbesondere sehr kleine, neu gebildete Partikel mit zwei Kondensationskernzählern mit unterschiedlicher unterer Nachweisgrenze, das andere hat den Fokus auf Turbulenz-Messungen. Die Kombination der beiden Messflugzeuge ALADINA und MASC ermöglicht es, Gebiete mit erhöhter Partikelanzahlkonzentration im Größenbereich > 5 nm auf kleinen Skalen zu identifizieren und gleichzeitig Turbulenzmessungen vorzunehmen. Unter Berücksichtigung von Windrichtung, Gezeiten und Wolken werden verschiedene Partikelneubildungsereignisse unterschieden: Neubildung auf größeren Skalen, die über dem offenen Ozean entstehen, und küstennahe Ereignisse, Neubildungsereignisse, die am Boden erfasst werden können, und solche, die nur in höheren Schichten vorkommen. Für diese Fälle wird der Einfluss der thermischen Stabilität der Atmosphäre, der solaren Strahlung und Turbulenz analysiert, sowie bodengestützte Messungen von Partikelkonzentrationen und Vorläufergasen. Die vertikale und horizontale Ausdehnung sowie die räumliche Variabilität von Neubildungs-Ereignissen an der Küste werden durch geeignete Flugmuster erfasst, die sich horizontal über mehrere km und vertikal bis in eine Höhe von 1 km erstrecken. Vertikalprofile ermöglichen die Beobachtung von Neubildungsereignissen in der Höhe, um abzuschätzen, welchen Beitrag Ereignisse liefern, die nicht von bodengestützten Messungen erfasst werden. Messungen von Turbulenz ermöglichen weiterhin, deren Einfluss auf die Auslösung von Partikelneubildung und auf Transportprozesse in dieser Region zu betrachten. Die Messungen quantifizieren den Beitrag von Partikelneubildung über dem offenen Ozean für den Küstenstandort. Bodengestützte Messungen von Aerosoleigenschaften sowie möglichen Vorläufergasen der Station Mace Head werden analysiert, um dafür geeignete Umgebungsbedingungen zu identifizieren. Darüber hinaus werden diese Langzeitmessungen benötigt, um die kurzfristigen fluggestützten Kampagnen in die tägliche und saisonale Entwicklung der Aerosoleigenschaften zu integrieren. Die Wechselwirkung von Wolken und Partikelneubildung wird mit einer Kombination aus in-situ Messungen von neu gebildeten Partikeln und Fernerkundungsmessungen betrachtet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Finnland, Irland
• Mitverantwortlich: Dr. Roland Schrödner
• Kooperationspartner: Professor Dr. Michael Boy; Dr. Darius Ceburnis; Professor Dr. Colin D. O' Dowd