NSFGEO-DFG-BSF: Der Beitrag von Küstensystemen zum atmosphärischen Budget von Karbonylsulfid basierend auf Flussmessungen, Isotopenmessungen und Modellierung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sinikka Lennartz
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563774325

Carbonylsulfid (OCS) ist das häufigste reduzierte Schwefelgas in der Atmosphäre und ein wichtiger Ausgangsstoff für die Bildung stratosphärischer Aerosole. Seine Konzentration in der Atmosphäre war in den letzten Jahrzehnten stabil, was darauf hindeutet, dass die primären Senken (terrestrisch) und Quellen (marine und anthropogene Emissionen) ausgeglichen sind. Eine Vielzahl neuerer Messungen der Landsenke ergab jedoch größere Aufnahmeraten als bisher angenommen, was darauf schließen lässt, dass im atmosphärischen Budget große Quellen bisher unberücksichtigt bleiben, die vermutlich aus dem Ozean stammen. Wir werden die Hypothese testen, dass Küstensysteme eine wichtige fehlende Quelle im troposphärischen OCS-Budget darstellen, die bisher unberücksichtigt blieben, da frühere Messkampagnen sich auf den offenen Ozean konzentrierten und globale OCS-Modelle nicht über die Auflösung und die Prozesse verfügten, um die Dynamik des Gasaustauschs an der Küste zu erfassen. Wir planen, einen OCS-Analysator auf dem Air Sea Interaction Tower (ASIT) 3 km vor der Küste von Martha's Vineyard zu installieren, von dem aus OCS-, CO2- und CO-Flüsse sowie die Konzentrationen der gelösten Gase im Oberflächenwasser während einer einjährigen Kampagne gemessen werden. Diese Daten werden mit diskreten Messungen von OCS-Isotopen und OCS-Ausgangsstoffen (CS2 und DMS) kombiniert, um die direkten und indirekten Quellen von OCS separat zu quantifizieren. Darauf aufbauend werden Messungen an einem Küstenstandort in der Ostsee verwendet, um ein 1D-Wassersäulenmodell für die küstennahen OCS-Emissionen weiter zu entwickeln. In die Modellentwicklung gehen LiDAR/polarimetrische Messungen der Ozeanwelleneigenschaften und der atmosphärischen Grenzschichtturbulenz, sowie auf küstensysteme angepasste Parameterisierungen für Licht- und Dunkelproduktionsterme von OCS ein. Basierend auf diesem lokalen Modell wird mittels atmosphärischer Inversion auf ein regionales Modell hochskaliert, das sowohl Landsenken als auch marine Quellen berücksichtigt und über eine ausreichende Auflösung verfügt, um küstennahe Emissionen adäquat abzubilden. Insgesamt werden wir basierend auf diesen Analysen drei Hypothesen adressieren: (1) Küstennahe OCS-Emissionen sind eine bedeutende globale OCS-Quelle, die in aktuellen globalen Budget unterrepräsentiert ist, (2) die Geschwindigkeit des Gasaustausches von OCS folgt Parameterisierungen für CO2, und (3) sedimentäre OCS-Quellen aus der abiotischen Sulfurierung organischer Verbindungen sind eine Schlüsselkomponente für Küstenflüsse.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel, USA
• Mitverantwortlich(e): Privatdozentin Dr. Christa Marandino
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Alon Amrani; Professor Dr. Alon Angert; Professor Max Berkelhammer, Ph.D.; Professorin Dr. Mary Whelan; Professor Dr. Christopher Zappa