Neues Instrument untersucht Rolle der organischen Aerosole
Organische Aerosole spielen eine wichtige Rolle in der Chemie und Physik der Atmosphäre, da ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften von grundlegender Bedeutung sind. Sie stammen aus natürlichen und künstlichen Quellen und dienen der Wolkenkondensation oder als Eiskerne und Orten der Grenzflächenchemie. Sie zerstreuen und absorbieren auch einfallende Strahlung. Trotz ihrer Allgegenwart und Bedeutung in der Umwelt ist jedoch wenig über organische Aerosole bekannt. Daher wurde das Projekt BBOT (Characterizing the phase transitions of single organic aerosols in an optical trap) eingerichtet, mit dem ein neues Instrument entwickelt werden soll, um das Aerosolverhalten auf der Ebene eines einzelnen Teilchens (zwischen 600 bis 5 000 nm) und deren Einfluss auf verschiedene atmosphärische Prozesse zu verstehen. Die Projektpartner konstruierten ein Instrument, das auf 228 K abgekühlt werden kann (-50 C), um Temperaturen zu imitieren, die in der Troposphäre und Stratosphäre herrschen. Es wurde verwendet, um Aerosolphasenumwandlungen eines einzelnen Aerosolteilchens zu erforschen und eine optische Falle aus zwei sich entgegengesetzt ausbreitende Bessel-Strahlen (CPBB), relative Feuchtigkeit (RH) und Temperaturregelung kombinierte. Machbarkeitstests wurden durchgeführt, wobei mehrere stark gekühlte Testsubstanzen eingefroren wurden: Wasser und langkettige Kohlenwasserstoffe. Die Forscher führten die erste belegte Studie des Gefrierprozesses von levitierten Einzeltröpfchen im Submikrometerbereich in der Luft durch, wozu sie optische Einfangmethoden, einschließlich supergekühlte Wassertröpfchen bei 228 K, verwendeten. Die Projektpartner untersuchten auch das Verhalten von organischen (Saccharose) Aerosoltröpfchen und die Bedingungen, die zur Glasbildung dieser Aerosole bei Raumtemperatur führen. Außerdem erhöhten Forschungen zum Gefrieren von langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen und zur Reaktion von ultra-viskosen organischen Aerosolen auf Veränderungen in Umgebungs-RH das Verständnis des Verhaltens von Aerosolen in der Atmosphäre. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es eine Verbindung zwischen Kettenlänge und Temperaturabhängigkeit des Nukleationsmechanismus gibt . BBOT wird zu einem tieferen Verständnis der indirekten Auswirkungen von Aerosolen und deren Auswirkungen auf die globale Erwärmung beitragen, indem Daten geliefert werden, mit denen sich genauere Klimamodelle entwickeln lassen und deren Prognosefähigkeit verbessert wird. Die Ergebnisse werden auch zur Information der Forschungspolitik verwendet werden.
Schlüsselbegriffe
Organische Aerosole, BBOT, optische Falle, gegenläufig ausbreitende Besselstrahlen, relative Luftfeuchte, Temperaturregelung, Glasbildung, langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffe, Nukleation
