Neue Einblicke in komplexes Atmosphärenchemieproblem
Klimawandel und Luftqualität sind zwei große Herausforderungen, denen sich Europa mit aller Kraft stellen muss. Doch die Umsetzung erfordert mehr als nur innovative Lösungen. Es sind gleichermaßen gründliche Untersuchungen und eine sorgfältige Planung erforderlich, um sicherzustellen, dass unsere Klimaschutzmaßnahmen das Problem tatsächlich lösen und keine unbeabsichtigten Folgen nach sich ziehen. Nehmen wir zum Beispiel das atomare Chlor, ein chemisches Element, dessen Rolle in der Atmosphärenchemie viel diskutiert wird. Laut Pete Edwards, Atmosphärenchemiker an der University of York(öffnet in neuem Fenster), stellt die Quantifizierung der Auswirkungen von Chlor auf die Atmosphäre eine Voraussetzung für die Entwicklung wirkungsvoller Instrumente zur Bewältigung der Klimakrise dar. „In Anbetracht mehrerer vorgeschlagener Instrumente in Bezug auf das Geoengineering der Atmosphäre ist es von entscheidender Bedeutung, dass Chlor in den von uns zur Beurteilung der Auswirkungen einer Lösung verwendeten Modellen besser repräsentiert wird“, sagt er. Das Team des EU-finanzierten Projekts Trop-ClOC trägt dazu bei, dass wir diese Prozesse besser darstellen können. Die Arbeit des vom Europäischen Forschungsrat(öffnet in neuem Fenster) (ERC) finanzierten Projekts zielt darauf ab, die Rolle des atomaren Chlors als atmosphärisches Oxidationsmittel besser zu verstehen, wobei diese Aufgabe auch die Quantifizierung seines Beitrags zum Klimawandel und zur Luftverschmutzung umfasst. „Wir sind angetreten, um den Stand der Wissenschaft voranzutreiben, und zwar mithilfe der Entwicklung neuer Beobachtungsdaten, die die Darstellung von Chlor in unseren aktuellen Atmosphärenchemiemodellen in Frage stellen können“, fügt Edwards, Hauptforscher des Projekts, hinzu.
Auswirkungen von Chlor auf die Luftverschmutzung vorhersagen
Zunächst wurden im Rahmen des Projekts neue optische Instrumente und Probenahmemethoden entwickelt, mit denen dann Daten, zum Beispiel über Salzsäure (HCl), gesammelt wurden. Salzsäure ist nicht nur die Verbindung mit dem größten Chlorspeicher, sondern auch bekanntermaßen schwer nachweisbar. „Mit unseren Instrumenten können wir nun HCl mit hoher Genauigkeit und Präzision und minimalen Eingangsverlusten oder Wechselwirkungen messen, was unsere Möglichkeiten zur Quantifizierung und zum Verständnis dieses wichtigen Reservoirs für atmosphärisches Chlor erheblich verbessert“, erklärt Edwards. Laut Edwards bildet das Verständnis der mit HCl verbundenen Triebkräfte in der Troposphäre einen Schlüssel zur Vorhersage der aktuellen Auswirkungen von Chlor auf die Luftverschmutzung und den Abbau des Klimagases Methan. „Es ist auch unerlässlich, um sicherzustellen, dass die vorgeschlagenen Geoengineering-Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels, von denen einige eine erhebliche Erhöhung des Chlorgehalts in der Troposphäre beinhalten, keine unbeabsichtigten Folgen haben“, fügt er hinzu.
Falsche Darstellungen in atmosphärischen Prozessen kennzeichnen
Während das Forschungsteam die gesammelten Daten weiter analysiert, konnten bereits mehrere Prozesse ermittelt werden, die in den aktuellen Modellen falsch dargestellt werden. Auf den Bermudas wurden beispielsweise falsche Darstellungen atmosphärischer heterogener Prozesse in Meeresgebieten festgestellt. Diese falsche Darstellung könnte dazu führen, dass die tatsächliche Rolle der atmosphärischen Chlorchemie erheblich unterschätzt wird. Um dieses Problem und weitere im Zuge des Projekts ermittelten Unsicherheiten vollständig zu verstehen, führt das Projektteam gegenwärtig zusätzliche Messungen mit Trop-ClOC-Instrumenten durch. Es erkundete außerdem die Möglichkeit weiterer EU-finanzierter Projekte, welche die bahnbrechende Arbeit von Trop ClOC erweitern könnten. „Aufgrund des ehrgeizigen Charakters von Trop-ClOC werden die demonstrierten neuen Technologien, die gesammelten neuartigen Datensätze und die grundlegenden Fortschritte, die wir im Verständnis dieses komplexen Atmosphärenchemieproblems erzielten konnten, das Vermächtnis des Projekts bilden“, fasst Edwards zusammen.
