Ein Team von Atmosphärenchemikern ist näher an das herangekommen, was als "heiliger Gral" der Wissenschaft über den Klimawandel gilt: die erste direkte Detektion biologischer Partikel in Eiswolken. Experiment "Eis in Wolken" - Das ICE-L-Team (Layer Clouds) montierte ein Massenspektrometer an einem C-130-Flugzeug und führte eine Reihe von Hochgeschwindigkeitsflügen durch eine Art Wolke durch, die als Wellenwolke bekannt ist. Die Analyse der Eiskristalle ergab, dass die Partikel, die ihr Wachstum begannen, fast ausschließlich aus Staub oder biologischem Material wie Bakterien, Pilzsporen und Pflanzenmaterial bestanden. Während seit langem bekannt ist, dass Mikroorganismen in die Luft gelangen und große Entfernungen zurücklegen, liefert diese Studie als erste direkte Daten darüber, wie sie die Wolkenbildung beeinflussen.
Das Team unter der Leitung von Kimberly Prather und Kerri Pratt von der University of California in San Diego, Scripps Institution of Oceanography, führte In-situ-Messungen von Wolkeneiskristallresten durch und stellte fest, dass die Hälfte Mineralstaub und etwa ein Drittel aus anorganischem Material bestand Ionen gemischt mit Stickstoff, Phosphor und Kohlenstoff - die charakteristischen Elemente der biologischen Materie.
Die sekundengenaue Analyse ermöglichte es den Forschern, zwischen Wassertropfen und Eispartikeln zu unterscheiden. Eiskeime sind seltener als Tröpfchenkerne.
Das Team zeigte, dass sowohl Staub als auch biologisches Material tatsächlich die Kerne dieser Eispartikel bilden, was bisher nur in Laborexperimenten simuliert werden konnte.
"Dies war wirklich eine Art Heiliger Gral für uns", sagte Prather.
„Wenn Sie verstehen, welche Partikel Eiskeime bilden, welche extrem niedrige Konzentrationen aufweisen und von Natur aus schwer zu messen sind, können Sie beginnen, Prozesse zu verstehen, die zu Niederschlägen führen. Jede neue Information, die Sie erhalten können, ist von entscheidender Bedeutung. “
Die Ergebnisse legen nahe, dass die biologischen Partikel, die bei Staubstürmen aufgefegt werden, zur Bildung von Wolkeneis beitragen und dass ihre Herkunftsregion einen Unterschied macht. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass aus Asien transportierter Staub beispielsweise den Niederschlag in Nordamerika beeinflussen könnte.
Die Forscher hoffen, die ICE-L-Daten verwenden zu können, um zukünftige Studien zu entwerfen, die auf Ereignisse abgestimmt sind, bei denen solche Partikel eine größere Rolle bei der Auslösung von Regen oder Schneefall spielen könnten.
"Wenn wir die Quellen der Partikel, die Wolken bilden, und ihre relative Häufigkeit verstehen, können wir ihre Auswirkungen auf das Klima bestimmen", sagte Pratt, Hauptautor des Papiers.
Die Auswirkungen winziger Partikel in der Luft, die als Aerosole bezeichnet werden, auf die Wolkenbildung waren für Wissenschaftler einige der am schwierigsten zu verstehenden Aspekte von Wetter und Klima.
In der Wissenschaft über den Klimawandel, die viele ihrer Projektionen aus Computersimulationen von Klimaphänomenen ableitet, stellen die Wechselwirkungen zwischen Aerosolen und Wolken die größte Unsicherheit bei der Modellierung von Vorhersagen für die Zukunft dar.
"Durch die Probenahme von Wolken in Echtzeit aus einem Flugzeug konnten diese Forscher Informationen über Eispartikel in Wolken mit einem beispiellosen Detaillierungsgrad erhalten", sagte Anne-Marie Schmoltner von der Abteilung für Atmosphärische Wissenschaften der NSF, die die Forschung finanzierte.
Quelle: EurekAlert
