Die Quelle des Ultrafeinstaubs
Moderne Kohlekraftwerke emittieren große Mengen winziger Partikel.
Ultrafeine Partikel sind sowohl gesundheits- als auch klimarelevant. In urbanen Gebieten gilt der Straßenverkehr als Hauptursache für die winzigen Teilchen. Außerhalb von Städten konnten Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie in einer Langzeitmesskampagne nun eine Quelle identifizieren, die besonders auf das regionale Klima einwirkt: moderne Kohlekraftwerke.
Obwohl ultrafeine Partikel, kurz UFP, nur einen Durchmesser von weniger als hundert Nanometern haben, nehmen sie gewaltigen Einfluss auf Umweltprozesse: „Sie bieten Oberflächen für chemische Reaktionen in der Atmosphäre oder können als Kondensationskerne die Eigenschaften von Wolken und Niederschlag beeinflussen“, sagt Wolfgang Junkermann vom KIT. Um Vorkommen und Verteilung von UFP zu untersuchen, hat der Forscher gemeinsam mit Kollegen in den vergangenen 15 Jahren Messflüge rund um den Globus gestartet.
Dabei betrachteten die Wissenschaftler auch die Atmosphäre außerhalb städtischer Brennpunkte, insbesondere in Gegenden mit auffälligen Niederschlagstrends. In der freien Natur erzeugen etwa Waldbrände, Staubstürme oder Vulkanausbrüche feine Partikel, meist jedoch nicht im Nanometerbereich. Die Forscher stellten fest, dass deren Konzentration auch in vielen abgelegenen Gebieten stetig ansteigt, die neuen, zusätzlichen Partikel jedoch keinen natürlichen Ursprung haben.
Geraten diese Partikel als Kondensationskerne in Wolken, werden zunächst die einzelnen Wolkentröpfchen kleiner und es dauert länger, bis sich Regentropfen bilden können. Dadurch wird die räumliche und zeitliche Verteilung sowie die Intensität von Niederschlägen beeinflusst. „Die Folge ist nicht unbedingt, dass es weniger regnet, die Partikel können auch extreme Regenereignisse verstärken. Wo das passiert ist wieder vom Wind abhängig“, sagt Junkermann.
Für die Messflüge nutzten die Forscher das am KIT entwickelte weltweit kleinste bemannte Forschungsflugzeug. Das fliegende Labor ist mit hochsensiblen Instrumenten und Sensoren ausgestattet, die Staubpartikel, Spurengase, Temperatur, Feuchte, Wind und Energiebilanzen messen. Diese Daten glichen Junkermann und seine Kollegen mit meteorologischen Beobachtungen sowie Ausbreitungs- und Transportmodellen ab. „So konnten wir zeigen, dass fossile Kraftwerke inzwischen zu den weltweit stärksten Einzelquellen für ultrafeine Partikel geworden sind“, sagt Junkermann. „Sie beeinflussen meteorologische Prozesse massiv und können zu extremen Wetterereignissen führen.“
KIT / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
W. Junkermann & J. M. Hacker: Ultrafine particles in the lower troposphere: major sources, invisible plumes and meteorological transport processes, Bull. Am. Meteor. Soc. , online 27. August 2018; DOI: 10.1175/BAMS-D-18-0075.1 - Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Dept. Troposphärenforschung, Karlsruher Institut für Technologie
