Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen
Prozessstudien auf kleinen Zeit-und Raumskalen
Grundlegendes Prozessverständnis und eine ausreichende Datenbasis bzgl. der Wechselwirkungen zwischen Aerosol, Wolken und Strahlung sind von entscheidender Bedeutung zur Verbesserung zukünftiger Wetter- und Klimavorhersagen. Untersucht werden die Einflüsse von Aktivierungs-, Gefrierprozessen und turbulenten Mischungsprozessen auf die mikrophysikalischen und Strahlungseigenschaften von Wolken sowie auf deren Ausdehnung und Lebenszyklus. Chemische Multiphasenprozesse in Wolken, Nebel und Dunst modifizieren die chemische Zusammensetzung und damit die physikalischen Eigenschaften troposphärischer Aerosole auf allen Skalen bis hin zur Globalskala. Um ihre Umweltrelevanz zu quantifizieren und deren Wirkung langfristig in gekoppelten Chemietransportmodellen in adäquater Form abzubilden, sind detaillierte und kombinierte Labor-, Feld- und Modellprozessstudien essentiell.
Immersionsgefrieren von Tropfen mit einzelnen Aerosolpartikeln, für unterschiedlichste, atmosphärisch relevante Partikelarten.
Wachstum von Eiskristallen unter unterschiedlichen thermodynamisch Bedingungen.
Atmosphärische Konzentrationen von Eiskeimen an verschiedensten Orten der Erde.
Bestimmung von Partikeleigenschaften solcher Aerosole, die Eis in Wolken bilden.
Fernerkundungsmethoden liefern Aussagen zum Auftreten von Eiskristallen in Wolken.
Bestimmung von Partikeleigenschaften solcher Aerosole, die flüssige Wolken bilden.
Untersuchung der Bilanz von solarer und terrestrischer Strahlung am Boden und Oberrand der Atmosphäre.
Sekundäre Eisbildungsmechanismen führen zu einer Erhöhung der Eispartikelanzahlkonzentration in Mischphasenwolken.
An TROPOS wird die Modellierung von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen auf verschiedenen Programmen basierend druchgeführt.
Seit Anfang 2017 steht der "Turbulent Leipzig Aerosol Cloud Interaction Simulator" (LACIS-T) für die Erforschung des Einflusses von Turbulenz auf Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen zur Verfügung.
Studien für ein besseres Verständnis der Mischprozesse an Wolkenrändern
Hochaufgelöste Wolkensimulationen tragen zusammen mit In-situ-Messungen und Fernerkundungsdaten zum Verständnis um die Wechselwirkungsprozesse der bodennahen Atmosphäre bei.
Einfluss von Inseln auf atmosphärische Strömungsmuster und Wolkenbildung mittels moderner Messverfahren und numerischer Modellierung.
Besseres Verständnis der Lebenszyklen von Wolken, u.a. zur Anwendung im Nowcasting.
Untersuchung von chemischen Reaktionen in der troposphärischen Multiphase und von Phasentransferprozessen.
Basierend auf Labor- und Feldexperimenten werden chemische Mechanismen formuliert und modelliert sowie verschiedene Module für höherskalige Modelle entwickelt und angewendet.
Physikochemische Charakterisierung von Gas- und Partikelphase vor, während und nach der Wolke sowie Untersuchungen zu chemischen Prozessen zwischen Gasphase, Partikeln und Wolkentropfen.
ACD-C ist mit seinem Zwillingskammeraufbau eine einzigartige Forschungsinfrastruktur.