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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Juniorprofessur Atmosphärische Chemie - Prof. Dr. Anke Nölscher

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Bachelorarbeit

CCN-Aktivierung westaustralischer Salzseeproben in einer Aerosolkammer – Einfluss von organischen Vorläufergasen, Ozongehalt und Licht

Florian Lang (07/2014-09/2014)

Betreuer: Katharina Kamilli, Andreas Held

BSc-Arbeit, Universität Bayreuth, 67 S.

Der Südwesten West-Australiens (SWWA) erfährt seit Mitte des 20. Jahrhunderts einen deutlichen Rückgang der Winterregenmengen, welcher mit spürbaren Konsequenzen für die landwirtschaftliche Nutzung und die Trinkwasserversorgung der Stadt Perth verbunden ist. Auf der Suche nach Ursachen werden neben der natürlichen Klimavariabilität auch Einflüsse des Landnutzungswandels in der Region diskutiert. Verursacht durch die Umwandlung von Eukalyptuswäldern in Ackerflächen seit Ende des 19. Jahrhunderts entwickelten sich Salzseen im landwirtschaftlich genutzten Gebiet parallel zur Niederschlagsverringerung. Jüngste Flugzeugmessungen konnten belegen, dass dort die Aerosolkonzentrationen stark erhöht sind und aktuelle Kammermessungen über den Salzseen zeigten erhebliche Partikelneubildungen. Darauf aufbauend zielt die folgende Arbeit auf die Frage der grundsätzlichen Eignung dreier natürlicher Salzproben australischer Seen als Wolkenkondensationskerne ab. Entsprechende Untersuchungen wurden in einer Aerosolkammer durchgeführt, in die über einen Atomizer die Produktion und Einleitung von Salzpartikeln erfolgte. Die darin vorherrschenden Versuchsbedingungen konnten hinsichtlich der natürlicherweise auftretenden Einflüsse von Eukalyptol und Limonen stellvertretend für organische Vorläufergase sowie Ozon und Licht variabel angepasst werden. Zur Partikelanalyse wurden größenselektierte Aerosolflüsse parallel über einen CPC und einen CCNC untersucht. Die Ergebnisse zeigen unabhängig von der Einschränkung nicht quantifizierter Mess- und Analysefehler hinreichend gute CCN-Eigenschaften für die drei unbeeinflussten Salzproben. Sie liegen im Bereich der in der Literatur angeführten Werte für Salze mit sehr guten bis höchsten hygroskopischen Eigenschaften. Unter dem Einfluss von organischen Vorläufergasen, Ozon und Licht verringern sich diese im Verhältnis zu den reinen Salzpartikeln teilweise erheblich, ohne allerdings ihre Funktionalität als Wolkenkondensationskerne vollständig einzubüßen. Im Detail offenbaren die Ergebnisse, dass die CCN-Eigenschaften der Salze bei ausschließlicher Anwesenheit der organischen Vorläufergase nicht eingeschränkt werden. Erst in der Folge oxidierender Verhältnisse nimmt die Hygroskopizität deutlich ab. Die Versuchsverläufe lassen dabei auf eine Schlüsselfunktion der Oxidation durch Ozon schließen. Schlussfolgernd leiten die gewonnenen Erkenntnisse zu der Annahme, dass die Salzpartikel grundsätzlich geeignet sind signifikant auf Wolkenbildungsprozesse einzuwirken. Der Nachweis einer tatsächlichen Einflussnahme auf die Winterregenmengen im SWWA wäre speziell hinsichtlich möglicher Transportwege in die höhere Troposphäre noch zu erbringen.

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