Leibniz Science Campus "Rauch und Bioaerosole im Klimawandel" (BioSmoke)

Der Leibniz-Wissenschaftscampus Smoke and Bioaerosols in Climate Change (LSC BioSmoke) wurde gegründet, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen Waldbränden, Aerosolen und dem Klimawandel zu untersuchen. Unter der Leitung von Dr. Ina Tegen bündelt der Forschungsverbund die Expertise führender Institutionen: Die Universität Leipzig bringt ihre Kompetenzen in der Atmosphären- und Biodiversitätsforschung ein, das TROPOS erforscht Aerosole, Wolken und atmosphärische Prozesse, das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) steuert Analysen zur Biomasseverbrennung bei, und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) ergänzt dies mit Erkenntnissen zu Wasser- und Energiekreisläufen.

Die Wechselwirkungen verschiedener Komponenten des Erdsystems – etwa zwischen Biosphäre und Atmosphäre – sind bislang nur unzureichend verstanden, insbesondere im Kontext des beschleunigten Klimawandels. Dürren und Landnutzungsänderungen infolge zunehmender Klimaextreme erhöhen das Risiko für Vegetationsbrände. Diese Brände setzen große Mengen an Rauchpartikeln und Gasen frei, welche die Luftqualität, den Strahlungshaushalt der Erde und Vegetationsmuster beeinflussen. Darüber hinaus wirken sich Waldbrände und die dadurch ausgelösten Veränderungen in der Vegetation auf die Emission biologischer Primäraerosolpartikel (PBAP) aus. Diese können durch ihre spezifischen eisbildenden Eigenschaften die Wolkenbildung, Eisprozesse in Wolken sowie Niederschlagsbildung beeinflussen. Ein besseres Verständnis der Zusammenhänge zwischen Biodiversität, Vegetationstyp, Emissionen von Rauch und PBAP sowie deren atmosphärischer Verteilung und Weiterverarbeitung ist daher entscheidend, um Auswirkungen und mögliche zukünftige Entwicklungen besser bewerten zu können.

Um diese vielschichtigen Prozesse im vernetzten System aus Atmosphäre, Klima und Vegetation zu erfassen, vereint der LSC BioSmoke unterschiedliche wissenschaftliche Disziplinen. Der Campus kombiniert die herausragende Expertise in (i) Atmosphären- und Biodiversitätsforschung an der Universität Leipzig, (ii) Aerosolen, Wolken und atmosphärischen Prozessen am TROPOS sowie (iii) der Analyse von Biomasseverbrennung am DBFZ. Ziel ist es, Steuerungsmechanismen und Auswirkungen der Freisetzung von Aerosolpartikeln aus Vegetation besser zu verstehen.

Im Projekt BioSmoke wird die Abteilung AMP umfassend Emissionsprozesse unter kontrollierten Feldbedingungen untersuchen und die atmosphärischen Eigenschaften von Rauchpartikeln analysieren.

Das LSC BioSmoke setzt dabei auf eine Kombination moderner Methoden: Laborstudien zur Verbrennung unterschiedlicher Biomassen, Feldmessungen und Modellierungen zur Verteilung und Alterung von Aerosolpartikeln sowie Fernerkundung mittels Satelliten- und bodengestützter Beobachtungen. Eingesetzte Infrastruktur umfasst unter anderem die ACD-Atmosphärenkammer, das PollyNet-Lidar-Netzwerk, die Forschungsstation Melpitz sowie das Forschungsflugzeug HALO, das bereits globale Messkampagnen zu Rauchfahnen von Vegetationsbränden durchgeführt hat.

Ein Höhepunkt des Projekts wird das geplante Feldexperiment im Sommer 2025 in Spanien sein. In Zusammenarbeit mit der Universität von Castilla-La Mancha sollen dort unter kontrollierten Bedingungen Vegetationsbrände durchgeführt und umfangreich untersucht werden.

Neben der interdisziplinären Vernetzung und der Stärkung des wissenschaftlichen Profils der Region will das LSC BioSmoke auch gesellschaftlich relevante Beiträge leisten – insbesondere zum besseren Verständnis des Zusammenspiels von Vegetation, Aerosolen und Klimawandel. Der Wissenschaftscampus ist einer von sieben Leibniz ScienceCampi in Deutschland. Diese Initiativen fördern gezielt die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Leibniz-Instituten und bieten eine Plattform für interdisziplinäre Spitzenforschung mit regionaler Verankerung und globaler Sichtbarkeit.