Beobachtung erhöhter Partikelanzahlkonzentrationen an Passatwindwolken

Im Rahmen der Messkampagne CARRIBA (Cloud, Aerosol, Radiation, and TuRbulence in the trade wInd regime over BArbados) wurden mehr als 30 Messflüge mit der hubschraubergetragenen Platform ACTOS durchgeführt. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Untersuchung der mikrophysikalischen Eigenschaften der Passatwindwolken.

Dabei wurden auch Anzahlgrößenverteilungen sowie die Gesamtanzahlkonzentrationen von Aerosolpartikeln gemessen. Zur Messung der Gesamtanzahlkonzentration wurden ein kommerzieller Partikelzähler (CPC, Modell 3762, TSI Inc., St. Paul, USA) sowie ein am TROPOS entwickelter schneller Partikelzähler FastCPC (Wehner et al., 2011) verwendet. Der FastCPC misst mit einer zeitlichen Auflösung von ca. 20 Hz, während das kommerzielle Gerät nur ca. 1Hz auflösen kann.

Abbildung 1: Messungen an einer Passatwindwolke am 22.4.2011 nahe Barbados.

Während CARRIBA wurden in einigen Fällen an Wolkenrändern erhöhte Anzahlkonzentrationen von Aerosolpartikeln beobachtet, die wahrscheinlich durch photochemisch angetriebene Neubildung entstanden sind. Abbildung 1 zeigt ein solches Beispiel. Dargestellt sind die Anzahlkonzentrationen N, einmal gemessen mit dem kommerziellen CPC und dem Fast CPC (FCPC), der Flüssigwassergehalt (LWC) als Indikator für die Wolke, sowie das Wasserdampfmischungsverhältnis r und der Vertikalwind w.

 

An den Messungen der beiden CPCs erkennt man gut die Unterschiede in der zeitlichen Auflösung, das kommerzielle Gerät kann das Maximum nicht auflösen, da das gesamte Ereignis sehr kurz ist. Während der beiden CARRIBA-Kampagnen wurde in 93 Fällen eine solche Partikelneubildung beobachtet, in den meisten an Wolken, teilweise aber auch komplett ohne direkten Wolkenkontakt. 50% dieser Ereignisse waren kürzer als 100 m. Das bedeutet auch, dass sie mit schneller fliegenden Messplattformen wie Flugzeugen praktisch nicht aufzulösen sind.