Der Einfluss von Aerosolen aus der Verbrennung von Biomasse auf die täglichen Eigenschaften der Konvektion über dem Kongobecken (IAC3)

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Knippertz
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576424898

Zentralafrika ist weltweit herausragend im Hinblick auf Gewitteraktivität (v.a. im Kongobecken) und Aerosolemissionen durch Biomasseverbrennung (v.a. südlich des Kongobeckens), aber die Wechselwirkungen zwischen diesen beiden Phänomenen sind komplex und bisher kaum verstanden. Dies liegt unter anderem an einer mangelnden Verfügbarkeit von Beobachtungen, um mögliche Mechanismen eingrenzen zu können. Das Projekt „The Impact of biomass-burning Aerosols on the diurnal Characteristics of Convection over the Congo Basin (IAC3)“ hat das übergeordnete Ziel, die Rolle von Biomasseverbrennungsaerosol während des Übergangs von der borealen Sommertrockenzeit mit ausgedehnten Bränden zur anschließenden Regenzeit genauer zu verstehen und die damit verbundenen physikalischen Prozesse zu entschlüsseln. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf dem Tagesgang der Grenzschicht, und der konvektiven Initiierung und Entwicklung. Dabei sollen drei wesentliche und grundlegend verschiedene Prozesse anhand von Satellitendaten, Re-analysen und Stationsbeobachtungen sowie hochaufgelösten Modellsimulationen mit dem Modell ICON(-ART) genauer untersucht werden: (i) Eine Verzögerung der konvektiven Auslösung durch eine Aerosol-bedingte Abschwächung der solaren Einstrahlung am Boden an Tagen mit wenig Bewölkung am Morgen, die im weiteren Verlauf zu wenigeren aber größeren und langlebigeren mesoskaligen Gewitterclustern führt (direkter Effekt). (ii) Eine Verzögerung der Auflösung von morgendlichen Grenzschichtwolken durch eine Aerosol-bedingte Heizung in der unteren freien Troposphäre, die im weiteren Verlauf ähnliche Auswirkungen auf Konvektion hat wie unter Punkt (i) (semi-direkter Effekt). (iii) Die Veränderung der konvektiven Entwicklung durch veränderte Wolkenkondensations- und Eiskeime (indirekter Effekt). Dieses Projekt profitiert dabei von mehreren aktuellen Entwicklungen: (i) Eine direkte Teilnahme an dem ambitionierten Feldmessprogramm des französischen Projektes BACCOPA (“Biomass-burning Aerosol, Clouds, COnvection and Precipitation in Central Equatorial Africa”) mit Flugzeug- und Boden-gestützten Messungen von Aerosolen und anderen meteorologischen Größen in der Republik Kongo im September 2026. (ii) Eine Sammlung von zusätzlichen, bisher kaum untersuchten Stationsdaten in einer ansonsten sehr datenarmen Region. (iii) Neue Satellitendaten auf Basis neuer Sensoren (z.B. EarthCARE, METOP-SG), die in enger Zusammenarbeit mit den BACCOPA-Partnern ausgewertet werden sollen. (iv) Hochaufgelöste Modellsimulationen mit detaillierter Darstellung von Wolken- und Aerosolprozessen von BACCOPA und IAC3. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen zu einem besseren Verständnis der Langzeitwirkung von anthropogenem Aerosol auf die Strahlungs- und Niederschlagsentwicklung in der Region beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich: Dr. Christian Barthlott
• Kooperationspartner: Professor Dr. Cyrille Flamant