Jungfraujoch, 3580 m..M

WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATIONGLOBAL ATMOSPHERE WATCHs GLOBAL NETWORK (www.wmo.ch)400South PolePoint BarrowMauna LoaAlertPallas-SodankylMinamitorishimaBukit Koto TabangKenyaAssekrem-TamanrassetArembepeUshuaiaIzanaAmsterdam IslandCape GrimCape PointSamoaNy lesund

Lauder

Mace HeadPolar Circle40804004080120160804004080120160May 2001Zugspitze-HohenpeissenbergJungfraujochMt WaliguanNeumayer Station

Primre Aerosolpartikel 10 11001000 10000 Partikeldurchmesser [nm]Kondensat-Partikel-ModeCoarse-ModeAkkumulations-ModeAitken-Mode Russ Seesalz, Mineralstaub, Biologisches MaterialPrimr emittierteflchtige Partikel

Sekundre AerosolpartikelNukleationKoagulation 10 11001000 10000 HomogeneReaktionen(OH, O3, NO3)Temp, hnPartikeldurchmesser [nm]GasmolekleKondensat-Partikel-ModeAitken-ModeGasfrmige Vorluferz.B.:SO2 + OH -> .. -> H2SO4NO2 + OH -> HNO3a-pinen + O3 -> PinsureKondensation

Reaktionen in der flssigen PhaseHeterogene ReaktionenNukleationKondensationKoagulationKoagulationVerdunstungin-cloudReaktionenin-cloudReaktionenKoaleszenz 10 11001000 10000 HomogeneReaktionen(OH, O3, NO3)Temp, hnPartikeldurchmesser [nm]GasmolekleWolkentrpfchenKondensat-Partikel-ModeCoarse-ModeAkkumulations-ModeAitken-ModeAktivierung zu Wolkentrpfchen Russ Seesalz, Mineralstaub, Biologisches MaterialPrimr emittierteflchtige PartikelGasfrmige Vorlufere.g.: dissolution of SO2S(IV) +O3 -> S(VI) + O2S(IV) +H2O2 -> S(VI) + H2O

Aerosolpartikel sind wichtig fr:Unsere Gesundheit

Unser Klima (direkter und indirekter Aerosoleffekt)Wir mchten Grundlagen schaffen fr Verbesserungen in den Klimamodellen. Dazu ist es wichtig, die Einflsse der anthropogenen Anteile zu erforschen.

Die feine Partikelfraktion dringt tief in unsere Lunge ein

Quelle: www.zueri-luft.ch

Epidemiologische Studien zeigen eine Beziehung zwischen erhhter Sterblichkeit und langfristiger mittlere Schadstoffbelastung (PM2.5) Harvard Six-City Cohort Study, Dockery et al, NEJM 1993; 329 (24):1753-9UNECE.pptRelative Risk

Der globale mittlere Klimaantrieb fr das Jahr 2000 relativ zum Jahr 1750Quelle: www.ipcc.ch

Direkter EffektStreuung und Absorption des einfallenden Sonnenlichtes durch Aerosolpartikel. Indirekter Effektnderung der Wolken-Albedo und -Lebenszeit durch anthropogene Aerosole.T < 0CDer Klimaantrieb des troposphrischen Aerosols

Interaktion Aerosolpartikel - WolkeModified after Hegg 2001

ShiptracksSatellitenaufnahme (bei einer Wellenlnge von 3.7 m) vom Pazifik an der Westkuste von Kalifornien. Der Satellit sieht eine fast kontinuierliche Wolkenbedeckung (grau) mit einer Anzahl von Linien (weiss/hell), die sich durch eine grossere Reflektivitat auszeichnen. Diese sogenannten Schiffsspuren (ship tracks) kommen durch die von den Schiffsmotoren ausgestossenen Aerosole zustande. Messungen haben gezeigt, dass die erhhten Aerosolkonzentrationen zu einer hheren Konzentration vonWolkentrpfchen bei gleichzeitiger Reduktion der Wolkentropfchengrsse fhren, und damit zu der vom Satelliten beobachteten erhhten Reflektivitt dieser Wolken.

Ziele der CLACE KampagnenCLACE = Cloud and Aerosol Characterization Experiment

Chemische und physikalische Charakterisierung der Aerosolpartikel (-> direkter Aerosoleffekt)

Verstndnis ihrer hygroskopischen Eigenschaften, Untersuchung ihrer Wechselwirkung mit Wolken (-> indirekter Aerosoleffekt)

Nebst dem PSI sind an CLACE3-Messkampagne beteiligt:Institut fr Troposphrenforschung (IFT), LeipzigStefan Mertes, Ice-CVI

Atmospheric Physics Research Group, University of ManchesterKeith Bower et al., Wolken Mikrophysik, Chemische Charakterisierung (AMS)

Max-Planck-Institut fr Chemie, MainzJohannes Schneider et al., Chemische Charakterisierung (AMS)

Institut fr Atmosphre und Klima (IAC), ETH ZrichEszter Barthazy et al., Morphologische Untersuchungen der Eiskristalle

undInstitut fr Sensoren und Signale, Fachhochschule AargauUniversity of Copenhagen, KopenhagenInstitut fr Mineralogie, TU DarmstadtDeutsches Zentrum fr Luft- und Raumfahrt (DLR), Oberpfaffenhofen

*) AMS = Aerosol Massen Spektrometer

Besonderheiten von CLACE-3Interdisziplinaritt Kernkompetenzen verschiedener Institute kommen zum Einsatz

Einsatz neuartiger Gerte UMIST: Wolkenmikrophysik IFT:Ice-CVI (Ice Counter Flow Virtual Impactor) PSI:CCNC (Cloud Condensation Nucleus Counter)

10/03/04 Cloud Particle ImagerCourtesy of Keith Bower et al., UMIST

Inlets & Instruments CLACE 3 (Flowrates in actual lpm)FlowSplitterInterstitial (PSI)Total (PSI)Neph. PSI; Aeth. PSI; CPC PSI; 1.0Filters PSI; MAAP PSI; 6.0-Meter (PM1) PSI;CCNC PSI; PSAP IfT; 4.2TD Mirr. IfT; 1.0 Pressure RelieveHTDMA PSI; 1.0ValveIce-CVI (IfT)PSAP IfT; 4.2OPC PSI; 1.5CPC IfT; 1.0SMPS PSI; 0.3Ly- H. IfT; 0.1ESEM TUD; 1.8MAAP PSI; 6.0CPC IfT; 1.0ESEM TUD; 0.8OPC UMIST; 1.0SMPS PSI; 1.5AMS UMIST; 0.12CPC UMIST; 0.3T+RH UMIST; 0.3CCNC Copn; 3.0AMS MPI; 0.12CPC MPI; 1.7FSSP, ADA, CPI UMISTFormvar PSI, ETHZ

Die InletsResiduenEiskeime

Cloud formation:Total and interstitial aerosol, and cloud droplet size distributionsSummer -3.2CWinter -7.7CWinter -18CHenning et al., JGR, in press

Experimentelle Verifikation des Bergeron/Findeisen-ProzessesWolkentrpfchenAerosolpartikelWolke

Experimentelle Verifikation des Bergeron/Findeisen-ProzessesWolkentrpfchenAerosolpartikelWolkeSchneeRegenEiskristallAerosolpartikel

Erste Resultate/Tendenzen aus CLACE 3Vertieftes Verstndnis des Bergeron/Findeisen-Prozesses. Dadurch lsst sich z.B. die Aktivierung von Russpartikeln zu Wolkentrpfchen in den verschiedenen Jahreszeiten besser verstehen.

Erste Grobanalysen der erhobenen Daten sind vielversprechend. Deren Feinanalyse und Interpretation in den folgenden Monaten wird mit Sicherheit zu zahlreichen neuen Erkenntnissen fhren werden.

Trotzdem sind noch viele Fragen offen und weitere Forschung ist ntig (CLACE4 ist bereits in Planung)!

Danke, mehr Infos zu CLACE 3 unter: