Laboruntersuchungen zu Partikelbildung und frühes Wachstum

Am TROPOS werden intensive Untersuchungen zur Bildung und zum frühen Wachstum von Aerosolpartikeln unter atmosphärennahen Bedingungen vorgenommen. Die Experimente konzentrieren sich auf das System H2SO4/H2O. Es werden Zeitskalen von bis zu 100 s betrachtet. Ziele der Untersuchungen sind:

  • grundlegendes Verständnis der ablaufenden Prozesse, die zur Partikelbildung führen,
  • wichtige Einflussgrößen auf die Geschwindigkeit der H2SO4/H2O Partikelbildung (T, RH, Amine/Ammoniak, organ. Oxidationsprodukte),
  • andere Bildungswege von H2SO4 als über OH + SO2 (Bedeutung von stabilisierten Criegee Intermediaten),
  • qualitative Aussagen zur Bedeutung von Aminen/Ammonik und (hochoxidierten) org. Verbindungen für das frühe Partikelwachstum.

Bisher konnten als Ergebnis der Arbeiten grundlegende Beiträge zur H2SO4/H2O Partikelbildung (Berndt et al., 2005; Sipilä et al., 2010; Petäjä et al., 2011), zur Bedeutung von Aminen/Ammonik auf die Nukleationsgeschwindigkeit (Berndt et al., 2010) und zur Rolle der Reaktion von stabilisierten Criegee Intermediaten mit SO2 (Mauldin et al., 2012) erbracht werden.

 

 

Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch nachgewiesene Partikel, welche ausgehend von der Ozonolyse verschiedener Olefine in Gegenwart von SO2 gebildet wurden (Variation von SO2 und damit H2SO4 bei konstanten Konzentrationen für O3 und Olefin). Neben den Olefin-Anfangskonzentrationen sind die Konzentrationen an umgesetztem Olefin (in Klammern) angegeben.