Aerosole beeinflussen Klimageschehen

Die große Menge an organischen Aerosolen in der Atmosphäre weisen genügend Gemeinsamkeiten auf, so dass man sie in verschiedenen Gruppen zusammenfassen kann. Aerosole wie beispielsweise Russpartikel oder Pollen sind jene flüssigen oder festen Teilchen in unserer Luft, die wenige millionstel bis mehrere tausendstel Millimeter groß sind.

Das Forscherteam um Colette Heald von der Colorado State University hat im Fachmagazin Geophysical Research Letters eine Studie zum Thema „Vereinfachte Beschreibung der Evolution von organischen Aerosolen“ publiziert. Dort werden grundlegende Erkenntnisse über die Klassifizierung der Partikel beschrieben.

„Die Hoffnung von uns ist, die organischen Aerosole und ihre Wirkung auf das Klima auch für Klimamodelle genauer zu erfassen“, so Heald. Genau dies stellt die Forscher bisher vor große Probleme, bestätigt auch der Aerosol-Forscher Ernest Weingartner vom Paul Scherrer Institut http://www.psi.ch im pressetext-Interview. „Dass Aerosole klimawirksam sind, ist unbestritten. Wie stark sie allerdings wirken, ist ungenügend erforscht.“

Viele unbekannte Faktoren

„Im Vergleich zu den Treibhausgasen und ihren Auswirkungen, steht man bei den Aerosolen immer noch relativ unwissend da“, so der Forscher. Es gebe keinen Platz auf der Erde, an dem keine organischen Aerosole existieren. „Die Quellen der Aerosole sind einerseits in der Natur selbst, andererseits werden sie auch vom Menschen gemacht.“ Zahlreiche offene Fragen gebe es etwa nach der genauen Zusammensetzung. „Bekannt ist, dass Aerosole in der Luft oxidieren und sich dadurch verändern.“

„Wir wissen, dass Aerosole bei der Wolkenbildung von zentraler Bedeutung sind. Das heißt, dass erhöhte Aerosolkonzentrationen die Eigenschaften der Wolken verändern, was wiederum einen Einfluss auf deren Lebenszeit, die Verteilung von Niederschlägen und die Lichtstreuung hat“, erklärt Weingartner. Damit lasse sich die Klimarelevanz der Aerosole definieren. Die Aerosoleffekte haben aufgrund ihrer Komplexität bilden einen großen Unsicherheitsfaktor in den gegenwärtigen Klimamodellen.

Klassifizierung nach Hauptbestandteil

Das US-Forscherteam, dem auch eine Gruppe der Harvard University, des Massachusetts Institute of Technology und der Universität von Sao Paulo angehört, interessiert sich vor allem für die negativen Auswirkungen der Aerosole auf den Menschen und die Umwelt. Untersucht wurden zum Beispiel Aerosole im Smog der Metropolen Los Angeles und Mexico-City, aber auch im nahezu unbesiedelten Regenwald im Amazonas.

Das besondere Interesse galt dabei dem Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff- und Sauerstoff zu Kohlenstoff in den untersuchten Proben. Heald klassifizierte die Aerosole – je nach Anteil ihrer Zusammensetzung – in Sauerstoff- und Wasserstoffgruppen. „Es ist immer noch wichtig, dass wir den Unterschied verschiedener individueller Spezies in der Atmosphäre verstehen. Aus der Perspektive der Klimamodelle gibt es uns jedoch Hoffnung, dass wir die Beschreibung der organischen Aerosol-Zusammensetzung vereinfachen.“

Aufschlüsselung sehr schwierig

Weingartner, der sich seit Jahrzehnten mit der Aerosol-Forschung beschäftigt, vergleicht die chemische Aufschlüsselung von Aerosolen mit einer explodierten Apotheke. „Atmosphärische Aerosole setzen sich aus zahlreichen, unterschiedlichen chemischen Verbindungen zusammen, welche sich kaum genau zuordnen lassen.“ Ein Grund dafür liege in den Alterungsprozessen während der Lebensdauer dieser Aerosole – die von wenigen Tagen bis zu Monaten betragen kann.