Partikelneubildung in der Planetaren Grenzschicht

In der kontinentalen Grenzschicht kann an 20-30% aller Tage die Bildung von ultrafeinen Partikeln (<10 nm) aus gasförmigen Vorläufersubstanzen beobachtet werden. Dieses Phänomen tritt in Form von sogenannten "Nukleationsbursts" in Erscheinung, häufig gleichzeitig über Entfernungen bis zu Hunderten von Kilometern. Die Frage, durch welchen Nukleationsmechanismus die Partikelneubildung hervorgerufen wird, ist noch nicht schlüssig beantwortet. Insbesondere herrscht Unklarheit über die an der Nukleation beteiligten Vorläufergase. In Bezug auf die meteorologischen Entstehungsbedingungen gibt es empirische Hinweise (ACTOS), die einen maßgeblichen Anteil der Turbulenz an der Ausbildung des Burstverhaltens nahelegen. Für die Interpretation von in-situ beobachteten Partikelneubildungsereignissen, insbesondere die Aufklärung des Anteils der Turbulenz wurde ein gekoppeltes eindimensionales Grenzschicht-Chemie-Aerosol-Modell (Modellsäule) entwickelt, das auf einer Turbulenzschließung dritter Ordnung basiert (Hellmuth, 2006). Dieses Modell dient der Durchführung von Sensitivitäts- und Verifikationsstudien für unterschiedliche Nukleationsmechanismen unter Verwendung von Feldmessungen in der Planetaren Grenzschicht. Es werden Untersuchungen zur homogenen Nukleation (Binär-, Ternärnukleation) sowie zur heterogenen Nukleation (Keimbildung an Partikeloberflächen sowie Filmbildung an deliqueszenten Partikeln) durchgeführt.