Aerosole aus schwarzem Kohlenstoff und das Klima
Partikel in der Luft beeinflussen das Klima, indem sie die Sonnenstrahlung unterschiedlich stark absorbieren. Schwarzer Kohlenstoff, oder Ruß, ist ein Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung von fossilen Brennstoffen, Holz und anderer Biomasse und stellt den stärksten Lichtabsorber unter den Komponenten von Aerosolpartikeln dar. Seine Rolle im fortschreitenden Klimawandel zu verstehen, ist eine der größten Herausforderungen in der Klimaforschung. Ein großer Teil der Unsicherheit über die Auswirkungen von Ruß auf das Erdklima resultiert aus einem Mangel an Kenntnissen zu dessen Mischzustand. Die Einzelteilchen-Massenspektroskopie ist eine der wenigen Techniken, die verwendet werden können, um festzustellen, ob er in reiner Form oder vorliegt oder ob primäre und sekundäre Spezies gemischt sind. Das EU-geförderte Projekt CHEMBC(öffnet in neuem Fenster) (Chemical and optical properties of black carbon particles) hat sich dieser Fragen angenommen. Die Forscher von CHEMBC entwickelten und verwendeten Data-Mining-Techniken, um Daten aus der Massenspektroskopie in quantitative Informationen zur Einzelpartikelzusammensetzung zu konvertieren. Die neue Methode ermöglichte die Aufteilung von schwarzen Kohlenstoffquellen über Paris, Frankreich in neu emittierte lokale Quellen und einerseits und in ältere Partikel von außerhalb der Stadt andererseits. Außerdem wurde ein neuer Data-Mining-Ansatz entwickelt, um die Tendenz der Aerosolpartikel aus schwarzem Kohlenstoff, atmosphärisches Wasser anzusammeln, basierend auf Einzelpartikelmassenspektroskopie-Daten zu bewerten. Herkömmlicherweise wird die Analyse auf die das komplette Aerosol angewendet. In CHEMBC wurde erstmals für jedes einzelne Teilchen die Neigung zur Bildung neuer Wolken bewertet. Isolierte Datensätze von Einzelpartikel-Massenspektroskopie-Messungen, die zwischen 2002 und 2014 in Nordamerika, Ostasien, Nordatlantik, in der Karibik, Westeuropa und im Mittelmeerraum durchgeführt wurden, wurden zur erste globalen Bibliothek zu dem Thema zusammengeführt. Dieser einzigartige Datensatz wurde nach repräsentativen Partikeltypen gruppiert, um die objektive Analyse von zukünftigen Messungen zu ermöglichen. CHEMBC leistete einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung eines standardisierten Ansatzes für die Bewertung des Partikelmischzustands. Darüber hinaus ist ein besseres Verständnis davon, wie Ruß sich mit anderen Aerosolteilchen-Spezies vermischt, wertvoll, um die Genauigkeit von fortschrittlichen, nach einzelnen Partikeln aufgelösten Klimamodellen zu verbessern. Ein Video mit den wichtigsten Ergebnissen des Projekts ist hier(öffnet in neuem Fenster) zu sehen.
