• Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

    Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

  • Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

    Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

  • Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

    Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler) an BELATMOS. Foto: Alexander Mangold /RMI

  • Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Links neben der Hauptstation ist der Messcontainer von BELATMOS zu sehen. Foto: Rene Robert/IPF

    Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Links neben der Hauptstation ist der Messcontainer von BELATMOS zu sehen. Foto: Rene Robert/IPF

  • Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Links neben der Hauptstation ist der Messcontainer von BELATMOS zu sehen. Foto: Rene Robert/IPF

    Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Links neben der Hauptstation ist der Messcontainer von BELATMOS zu sehen. Foto: Rene Robert/IPF

  • Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Sie befindet sich auf 1400 Metern über dem Meer bei etwa 71° 57′ Süd und 23° 20′ Ost. Foto: Rene Robert/IPF

    Belgische Antarktisstation Princess Elisabeth. Sie befindet sich auf 1400 Metern über dem Meer bei etwa 71° 57′ Süd und 23° 20′ Ost. Foto: Rene Robert/IPF

Bericht über einen Wolkenkeimzähler im Antarktiseinsatz auf 71° Süd

 

Aerosolpartikel, die als Wolkenkondensationskeime (CCN) und Eiskeime (IN) wirken, spielen eine wichtige Rolle bei der Wolkenbildung. Wolken wiederum sind ein Schlüsselfaktor beim Klimawandel und Ursache für große Unsicherheiten in den Klimamodellen. Deshalb sind in-situ-Messungen mit portablen Messgeräten für Wolkenkondensationskeime und Eiskeime nötig, um vorhandene Lücken bei Messdaten zu schließen und Atmosphärenmodelle zu verbessern. Von besonderem Interesse ist die Messung von Anzahlkonzentrationen von CCN und IN in verschiedenen Regionen wie dem Atlantischen Ozean, der Arktis und der Antarktis um den natürlichen Hintergrund an Aerosolen  zu bestimmen.

 

Messungen in von Menschen unbeeinflussten Gebieten sind wichtig, um den Einfluss der Menschen auf die Wolkenbildung besser abschätzen zu können. Daher freuen wir uns sehr, dass Dr. Alexander Mangold vom Königlichen Meteorologischen Institut Belgiens (RMI) ein Gerät von uns in der Antarktis einsetzt.

 

Das BELATMOS-Projekt untersucht die Zusammensetzung der Atmosphäre an der Belgischen Antarktisstation Princess Elisabeth. Es wird vom Belgian Science Policy Office (Belspo) gefördert. Die 2009 eingeweihte Station „Prinzessin Elisabeth“ wird ausschließlich durch Solar- und Windkraft mit Energie versorgt und gilt damit als erste energieautarke Null-Emissions-Forschungsstation in der Antarktis. Sie befindet sich auf 1400 Metern über dem Meer bei etwa 71° 57′ Süd und 23° 20′ Ost, also rund 180 Kilometer vom Meer und über 2500 Kilometer von Südafrika entfernt.

 

Zum Einsatz kommt dort seit zwei Jahren ein Cloud Condensation Nuclei counter (CCNc, Wolkenkeimzähler), ein kommerzielles Gerät, welches wir zum Messen der Anzahlkonzentration an Wolkenkeimen nutzen. Wolkenkeime sind dabei nur jene Partikel, an denen sich später Wolkentröpfchen bilden können. Weiterhin werden die Anzahlkonzentration der Gesamtpartikel und deren Größenverteilung mit einem Condensation Particle Counter (CPC) und einem optischen Partikelgrößenspektrometer gemessen.

 

Die Größenverteilung und die Anzahl an Wolkenkeimen ermöglicht es uns, Aussagen zur Hygroskopizität des Aerosols zu treffen, also dazu, wie viel Wasser die Partikel binden können. Mit Hilfe von Rückwärtstrajektorien und zusätzlich aufgenommenen meteorologischen Parametern wie Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchte sowie Windrichtung und -geschwindigkeit können die vermessenen Luftmassen charakterisiert sowie deren Ursprung ermittelt werden.  So erhalten wir ein gutes Bild von der unbelasteten Atmosphäre in dieser sehr abgelegenen, noch recht ursprünglichen Region.

 

Erste Ergebnisse zeigen, dass die Gesamtanzahl mit 200 bis 500 Partikeln pro Kubikzentimeter sehr gering ist. Zum Vergleich: In Leipzig messen wir rund 10000 Partikel pro Kubikzentimeter. Aber nicht jedes Partikel kann auch zum Wolkenkeim werden. Die Konzentration an Wolkenkeimen betrug bei unseren Messungen bisher nur 50 bis 250 Keime pro Kubikzentimeter. Interessanterweise gibt es aber auch Situationen, in denen wir bis zu 4000 Partikel gemessen haben. Diese Partikelneubildungsereignisse sind wissenschaftlich sehr spannend, da die Ursachen dafür noch nicht völlig geklärt sind.

Paul Herenz, Doktorand in der Arbeitsgruppe Wolken des TROPOS