Forschende machen lange übersehene Aerosole fest
Eine bisher schwer greifbare Gruppe an Schwebestoffen in der Luft (Aerosole) hat ein internationales Forschungsteam nun dingfest gemacht. Die Forschenden gehen davon aus, dass die winzigen Aerosole für die Wetterentwicklung wichtig sein könnten.
Dabei handelt es sich um an organischen Verbindungen reiche Mini-Partikel mit Durchmessern zwischen 0,03 bis 0,11 Mikrometern, die erst 2023 durch Messungen mit einem Höhenforschungsflugzeug in grösserer Anzahl aufgespürt wurden.
An der Analyse unter der Leitung von Ming Lyu von der University of Colorado (USA) sind unter anderem Wissenschafterinnen und Wissenschafter der US-Klimaforschungsbehörde NOAA sowie die Leiterin der Forschungsgruppe Aerosolphysik und Umweltphysik an der Universität Wien, Bernadett Weinzierl, mitbeteiligt. Hintergrund ist, dass die Entwicklung des Wetters und auch des längerfristigen Klimas nicht unerheblich von in verschiedenen Bereichen der Atmosphäre befindlichen Schwebestoffen mit beeinflusst wird.
So haben etwa grosse Klimasimulationen die Erderwärmung in den vergangenen Jahren deutlich unterschätzt, weil man von mehr oder weniger gleich bleibenden Aerosolkonzentrationen in der Luft ausging. Tatsächlich wurde die Luft aber sauberer, was den Temperaturanstieg begünstigte. Daher ist die Wissenschaft immer auf der Suche nach neuen Exemplaren im Aerosol-Zoo – auch um Vorhersagemodelle zu verbessern.
Je kleiner die Partikel sind, desto schwerer sind selbige etwa von Satelliten aus oder im Rahmen von Messungen mit aufsteigenden Heissluftballons auszumachen. Allerdings sind es gerade oft recht winzige Vertreter, die als sogenannte Kondensationskeime für grössere Schwebestoffe fungieren, die dann wiederum die Wolkenbildung beeinflussen beziehungsweise anstossen. Ein weiterer Faktor ist, dass Aerosole das auf die Erde einfallende Sonnenlicht streuen, reflektieren und viele chemische Reaktionen befördern. Damit tragen sie auch dazu bei, wie viel Energie auf unserem Planeten verbleibt.
Die neuen Messungen in der Arktis und nachgeordnete Modellrechnungen offenbaren nun, dass die ultrakleinen Partikel insgesamt eine ganz schön grosse Oberfläche haben dürften, auf der potenziell entsprechend viele Reaktionen ablaufen können, heisst es in der im Fachmagazin «Science» erschienenen Arbeit.
Sie dürften grossteils aus der Troposphäre, also der bis zu 18 Kilometer hohen untersten Atmosphärenschicht, stammen. Prominent vertreten sind die an organischen Molekülen reichen Partikel aber auch in der unteren Stratosphäre, in die sie durch Luftbewegungen gehoben werden. Solche erst kürzlich dorthin verfrachteten Mini-Aerosole bieten in diesen Regionen insgesamt eine erstaunlich grosse Fläche für anlagerungsfreudige Moleküle verschiedenster Art. Besonders gerne verbinden sie sich offenbar mit grösseren schwefelhaltigen Aerosolen, die etwa bei vulkanischer Aktivität in die Atmosphäre gelangen.
Mehr über die zuvor kaum wahrgenommenen Kleinstaerosole zu wissen, sei aus mehreren Gründen wichtig, schreiben die Forschenden. Einerseits können so vor allem Klimasimulationen verbessert werden, andererseits müssten sie in Überlegungen mit einbezogen werden, die in Richtung «Geoengineering» gehen. Wenn man etwa darüber nachdenkt, mit dem gezielten Ausbringen von Aerosolen in die Atmosphäre das Wetter oder Klima zu beeinflussen, müsse man sehr genau verstehen, wie die Reaktionen weiter oben dann tatsächlich ablaufen und welche Effekte das haben kann, heisst es.
