{"id":49028,"date":"2021-02-08T15:39:12","date_gmt":"2021-02-08T14:39:12","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=49028"},"modified":"2021-02-08T15:40:02","modified_gmt":"2021-02-08T14:40:02","slug":"klimaforschung-team-der-goethe-uni-untersucht-aerosolbildung-aus-jodhaltigen-daempfen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/klimaforschung-team-der-goethe-uni-untersucht-aerosolbildung-aus-jodhaltigen-daempfen\/","title":{"rendered":"Klimaforschung: Team der Goethe-Uni untersucht Aerosolbildung aus jodhaltigen D\u00e4mpfen"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Beitragsbild_Klimaforschung-Jodpartikel.jpg\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Beitragsbild_Klimaforschung-Jodpartikel.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-49029\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Beitragsbild_Klimaforschung-Jodpartikel.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Beitragsbild_Klimaforschung-Jodpartikel-300x208.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 650px) 100vw, 650px\" \/><\/a><figcaption><em>Wolken \u00fcber der Arktis wie hier bei Spitzbergen halten die W\u00e4rmeabstrahlung der Erde zur\u00fcck. Jod, das aus dem offenen Meer verdunstet, k\u00f6nnte die Wolkenbildung und damit die Eisschmelze f\u00f6rdern. (Foto: Avatar_023\/Shutterstock)<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<div style=\"height:10px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Wenn das Meereis schmilzt und sich die Wasseroberfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert, steigen mehr jodhaltige D\u00e4mpfe aus dem Meer auf. Dass sich aus solchen Jodd\u00e4mpfen rasant Aerosolpartikel bilden, die als Kondensationskeime f\u00fcr die Wolkenbildung dienen k\u00f6nnen, haben jetzt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des internationalen Forschungsverbunds CLOUD herausgefunden. Die CLOUD-Forscher:innen, unter ihnen Atmosph\u00e4renforscher:innen der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt, bef\u00fcrchten eine gegenseitige Verst\u00e4rkung von Meereis-Schmelze und Wolkenbildung, die die Erw\u00e4rmung von Arktis und Antarktis beschleunigen k\u00f6nnte.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcber zwei Drittel der Erde sind von Wolken bedeckt. Je nachdem, ob sie hoch oder niedrig schweben, wie gro\u00df ihr Wasser- und Eisgehalt ist, wie dick sie sind oder \u00fcber welcher Erdregion sie sich bilden, wird es unter ihnen w\u00e4rmer oder k\u00fchler. Durch den Einfluss des Menschen gibt es heute h\u00f6chstwahrscheinlich mehr abk\u00fchlende Effekte durch Wolken als in vorindustrieller Zeit, doch inwiefern Wolken zum Klimawandel beitragen, ist noch nicht gut verstanden. Forscher:innen gehen derzeit davon aus, dass zum Beispiel niedrige Wolken \u00fcber Arktis und Antarktis zur Erw\u00e4rmung dieser Regionen beitragen, indem sie die direkte Abstrahlung langwelliger W\u00e4rmestrahlung von der Erdoberfl\u00e4che zur\u00fcckhalten.<\/p>\n\n\n\n<p>Alle Wolken bilden sich \u00fcber Aerosole, Schwebpartikel in der Luft, an die sich Wasserdampf anlagert. Solche Schwebteilchen oder Aerosole bestehen nat\u00fcrlicherweise etwa aus St\u00e4uben, Salzkristallen oder Molek\u00fclen, die von Pflanzen freigesetzt werden. Durch menschliche Aktivit\u00e4ten gelangen vor allem Ru\u00dfpartikel in die Atmosph\u00e4re, aber auch Schwefels\u00e4ure- und Ammoniakmolek\u00fcle, die sich zusammenlagern und in der Atmosph\u00e4re neue Aerosolpartikel bilden k\u00f6nnen. Modellrechnungen zeigen, dass mehr als die H\u00e4lfte der Wolkentr\u00f6pfchen aus Aerosolpartikeln entsteht, die sich erst in der Atmosph\u00e4re neu gebildet haben. F\u00fcr die Wolkenbildung ist nicht entscheidend, woraus die Aerosolpartikel bestehen, es kommt vor allem auf ihre Gr\u00f6\u00dfe an: Erst ab einem Durchmesser von etwa 70 Nanometer werden Aerosolpartikel zu Kondensationskeimen f\u00fcr Wolkentr\u00f6pfchen.<\/p>\n\n\n\n<p>In der Atmosph\u00e4re \u00fcber dem Meer spielen von Menschen freigesetzte Aerosole eine viel geringere Rolle f\u00fcr die Bildung niedriger Wolken als \u00fcber dem Land. Neben Salzkristallen, die aus der Gischt stammen, stammen Aerosolpartikel \u00fcber dem Meer vorwiegend aus bestimmten Schwefelverbindungen (Dimethylsufiden), die aus Phytoplankton freigesetzt werden und beispielsweise zu Schwefels\u00e4ure reagieren. So jedenfalls lauteten die bisherigen Forschungsergebnisse.<\/p>\n\n\n\n<p>Wissenschaftler:innen des CLOUD-Konsortiums haben jetzt die Bildung von Aerosolpartikeln aus jodhalten D\u00e4mpfen untersucht. Der leicht stechende Geruch von Jod geh\u00f6rt zum Aroma der Meeresluft, die man bei einem Spaziergang an der Nordsee einatmet. In jedem Liter Meerwasser sind 0,05 Milligramm Jod enthalten, und wenn es in die Atmosph\u00e4re gelangt, bildet sich mit Sonnenlicht und Ozon Jods\u00e4ure oder jodige S\u00e4ure. Die Wissenschaftler:innen haben in der CLOUD-Experimentierkammer beim Teilchenbeschleunigerzentrum CERN in Genf die Atmosph\u00e4renbedingungen in mittleren Breiten und arktischen Regionen simuliert, einschlie\u00dflich der kosmischen H\u00f6henstrahlung, die durch einen Teilchenstrahl nachgestellt wurde.<\/p>\n\n\n\n<p>Ihr Ergebnis: Die Aerosolpartikelbildung durch Jods\u00e4ure l\u00e4uft extrem schnell ab, viel schneller als die Partikelbildung von Schwefels\u00e4ure und Ammoniak unter vergleichbaren Bedingungen. Ionen, die durch die kosmische H\u00f6henstrahlung entstehen, beg\u00fcnstigen die Partikelbildung weiter. Zur Umwandlung des molekularen Jods in die jodhaltigen S\u00e4uren sind noch nicht einmal UV-Strahlung und nur wenig Tageslicht n\u00f6tig. Auf diese Weise k\u00f6nnen sehr schnell sehr gro\u00dfe Aerosolmengen entstehen.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Atmosph\u00e4renforscher Prof. Joachim Curtius von der Goethe-Universit\u00e4t erkl\u00e4rt: \u201eJod-Aerosole k\u00f6nnen sich schneller bilden als fast alle anderen Aerosoltypen, die wir kennen. Wenn noch Ionen hinzukommen, die durch kosmische Strahlung entstehen, f\u00fchrt jeder Zusammensto\u00df zum Anwachsen der Molek\u00fclcluster.\u201c Dies sei besonders wichtig, da sich in den vergangenen 70 Jahren die globalen Jodemissionen auf der Erde bereits verdreifacht h\u00e4tten, so Curtius weiter. \u201eWom\u00f6glich wurde hier ein Teufelskreis in Bewegung gesetzt: Das Packeis taut, dadurch vergr\u00f6\u00dfert sich Wasseroberfl\u00e4che und mehr Jod gelangt in die Atmosph\u00e4re. Das f\u00fchrt zu mehr Aerosolpartikeln, die Wolken bilden, welche die Pole weiter erw\u00e4rmen. Der von uns gefundene Mechanismus kann jetzt Teil von Klimamodellen werden, denn Jod spielt m\u00f6glicherweise vor allem in den Polarregionen eine dominante Rolle in der Aerosolbildung, und dies k\u00f6nnte die Vorhersagen von Klimamodellen f\u00fcr diese Regionen verbessern.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Das Experiment <strong>CLOUD<\/strong> (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) am CERN untersucht, wie neue Aerosolpartikel in der Atmosph\u00e4re aus Vorl\u00e4ufergasen gebildet werden und weiter zu Kondensationskeimen wachsen. Damit liefert CLOUD ein grundlegendes Verst\u00e4ndnis zur Entstehung von Wolken und Feinstaub.&nbsp; CLOUD wird von einem internationalen Konsortium \u2013 bestehend aus 21 Instituten \u2013 durchgef\u00fchrt. Die CLOUD-Messkammer wurde mit CERN-Know-how entwickelt und ist eine der reinsten Experimentierr\u00e4ume der Welt. Bei CLOUD-Messkampagnen wird mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Messger\u00e4ten der physikalische und chemische Zustand der Teilchen und Gase charakterisiert, aus denen die Atmosph\u00e4re besteht. Das Team um Joachim Curtius vom Institut f\u00fcr Atmosph\u00e4re und Umwelt der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt entwickelt und betreibt im CLOUD-Projekt zwei Massenspektrometer, um Spurengase wie Jods\u00e4ure und jodige S\u00e4ure auch in kleinsten Konzentrationen nachzuweisen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#eeeeee\"><strong>Publikation: <\/strong>Xu-Cheng He, Yee Jun Tham, Lubna Dada, Mingyi Wang, Henning Finkenzeller, Dominik Stolzenburg, Siddharth Iyer, Mario Simon, Andreas K\u00fcrten, et. al. <strong>Role of iodine oxoacids in atmospheric aerosol nucleation<\/strong>, Science&nbsp;05 Feb 2021: Vol. 371, Issue 6529, pp. 589-595,&nbsp; <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.abe0298\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.abe0298<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wenn das Meereis schmilzt und sich die Wasseroberfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert, steigen mehr jodhaltige D\u00e4mpfe aus dem Meer auf. 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