VACCINE
Trotz der Fortschritte in der Polarforschung gibt es nach wie vor Prozesse, die nur unzureichend verstanden sind. Dazu gehört die Wechselwirkung zwischen Aerosolen, Wolken und Klima, die sich noch immer nicht mit zufriedenstellender Genauigkeit modellieren lässt. Wolken und ihre Wechselwirkungen mit dem Klimasystem sind eine der am schwierigsten zu modellierenden Komponenten, insbesondere in den Polarregionen. Dies liegt unter anderem an den Schwierigkeiten, qualitativ hochwertige Messungen zu erhalten. Die Verfügbarkeit hochwertiger Messungen ist daher von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Prozesse und für die Steuerung und/oder Bewertung von Atmosphärenmodellen. Die Erweiterung der verfügbaren Datenbank ist eines der Hauptziele von VACCINE. Seit Dezember 2019 führt TROPOS kontinuierlich In-situ-Messungen von Wolkenkondensationskernen (CCN) und Eiskeimpartikeln (INP) an der Antarktisstation Neumayer III durch. Die erfassten Daten wie Zahlenkonzentrationen, Partikelhygroskopizität, INP-Gefrier-Spektren usw. wurden mit meteorologischen Informationen (z. B. Rückwärtsbahnen) und Informationen über die chemische Zusammensetzung der vorherrschenden Aerosolpartikel verknüpft, um die Quellen von INP und CCN (sekundär vs. primär) und Transportwege (lokaler vs. Fernverkehr) über den gesamten Jahreszyklus zu identifizieren. Ein Ergebnis dieses Projekts wird ein tieferes Verständnis der Prozesse sein, die die CCN- und INP-Population in der Antarktis dominieren.
Seit Beginn der australischen Sommersaison im Dezember 2019 werden CCN-Messungen am AWI-Luftchemieobservatorium mit einem handelsüblichen CCN-Messgerät durchgeführt (Roberts und Nenes 2005). Mit diesem Gerät kann die Gesamtkonzentration der CCN als Funktion der Übersättigung im Bereich zwischen 0,1 und etwa 1 % bestimmt werden. Neben CCN wurde auch eine INP-Probenahme eingerichtet, wobei die im AWI-Luftchemieobservatorium verfügbare Low-Volume-Filter-Probenahmeanlage zum Einsatz kommt. Diese Aktivitäten zielen auf die Zahlenkonzentrationen von INP in der Luft ab, die bei Temperaturen über -25 °C aktiv sind. Die Filterproben werden auf Polycarbonatfiltern gesammelt und sofort eingefroren, um später in den TROPOS-Laboren analysiert zu werden (Wex et al. 2019).
CCN-Messungen. Das CCN-Instrument misst die CCN-Konzentrationen bei 5 verschiedenen Übersättigungen. In Kombination mit den Messungen der Partikelgrößenverteilung lässt sich die Hygroskopizität der Partikel ableiten (Petters und Kreidenweis 2007). Seit Dezember 2019 läuft das Gerät ununterbrochen, sodass für die Neumayer-Station III CCN-Daten aus mehr als fünf vollen Jahren vorliegen. Die Konzentrationen sind im Allgemeinen niedrig, und sowohl für CCN als auch für die Gesamtpartikelzahl (CN) lässt sich ein deutlicher Jahreszyklus feststellen. Letzteres ähnelt den Ergebnissen, die für die belgische Prinzessin-Elisabeth-Station berichtet wurden, die 200 km landeinwärts in der Steilhangzone von Dronning Maud Land auf einer Höhe von 1400 m liegt (Herenz et al. 2019). Die niedrigsten Konzentrationen werden in den australischen Wintermonaten Mai bis August beobachtet, die höchsten im australischen Sommer.
