Das Projekt "Hygroscopic Growth of Accumulation Mode Particles Measured with HALO (HyGroPart)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Atmospheric aerosol partials in the size range 0.1 to 10 ?m contribute to direct and indirect radiative forcing of climate. Two important particle properties in this context are their hygroscopicity (growth behavior at changing relative humidity) and their mixing state (distribution of chemical components among the particles). In situ measurements of these particles properties in the free troposphere are needed in order to improve atmospheric models and for validating remote sensing instruments. In this project, we propose the application of the Micrometer Aerosol Inlet (MAI) and the Tandem Optical Particles Counter (TOPC), developed in phase 1 of the HALO SPP, during two HALO demo missions (ACRIDICON and NARVAL). The TOPC downstream MAI will measure the particle size and the hygroscopic growth of accumulation mode particles. These measurements can help to quantify the direct aerosol forcing, to understand particle aging, and to determine the particle mixing state. During ACRIDICON the focus is on the influence deep convective clouds have on aerosol particles. During NARVAL in particular particle aging with long-range transport and the influence of particles on trade wind clouds shall be investigated.
Das Projekt "Auswirkungen von bodennahem Ozon auf die Vegetation in Kombination mit Stickstoff und Komponenten des Klimawandels: eine Literaturstudie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Biodiversität durchgeführt. Troposphärisches Ozon (O3) gilt als der bedeutendste phytotoxische Luftschadstoff. Erhöhte O3-Konzentrationen können das Pflanzenwachstum, die Entwicklung und Produktivität sowie die Artenzusammensetzung und die biologische Vielfalt negativ beeinflussen. Im Rahmen des Übereinkommens über weiträumige, grenzüberschreitende Luftverunreinigungen wurden kritische Schwellenwerte (Critical Levels) für O3 zum Schutz der Vegetation für verschiedene Vegetationstypen abgeleitet und sie werden auf der Grundlage der vorliegenden wissenschaftlichen Erkenntnisse fortlaufend weiterentwickelt. Ziel ist es, das O3-Risiko für die Vegetation in der gegenwärtigen und zukünftigen Belastungssituation in Europa als Grundlage für Minderungsmaßnahmen in der europäischen Luftreinhaltepolitik abzuschätzen. Die Ableitung kritischer O3-Werte basiert auf langjährigen Untersuchungen zum Einfluss von O3 auf die Vegetation v.a. durch Experimente, bei denen Pflanzen unterschiedlichen O3-Konzentrationen ausgesetzt waren, meist unter ansonsten optimalen Wachstumsbedingungen. Es ist jedoch bekannt, dass die Auswirkungen von O3 unter Freilandbedingungen durch eine Reihe anderer Faktoren erheblich verändert werden können. Eine Bewertung der Auswirkungen von O3-Belastungen in einem zukünftigen Klima muss daher mögliche Wechselwirkungen insbesondere mit erhöhter Stickstoffdeposition und Faktoren des Klimawandels berücksichtigen. Die vorliegende Studie fasst das aktuelle Wissen darüber zusammen, wie Faktoren des Klimawandels wie Temperatur- und Trockenstress, N-Eintrag und erhöhte CO2-Konzentrationen O3-Effekte auf das Wachstum, den Ertrag und den Gaswechsel beeinflussen oder verändern.
Das Projekt "Einfluss organischer Aerosole auf Luftqualität und Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Organische Aerosole (OA) sind wichtige Bestandteile atmosphärischer Partikel. Je nach Region können sie zwischen 20 und 90% der gesamten Submikron-Partikelmasse betragen. Dennoch sind organische Aerosolquellen, atmosphärische Prozesse und Ableitung sehr ungewiss. Vorrangiges Ziel dieses Antrages ist es, die Auswirkungen organischer Aerosole auf Luftqualität und Klima zu untersuchen. Dazu soll die Darstellung des Aerosolaufbaus und die Weiterentwicklung in einem globalen Klima-Chemie-Modell verbessert werden. Das geplante Vorhaben basiert auf einem rechnerisch effizienten Modul zur Beschreibung der Zusammensetzung und Entwicklung atmosphärischer Aerosole in der Atmosphäre (ORACLE), ein Teil des ECHAM5/MESSy (EMAC) Klima-Chemie-Modells. ORACLE wird unter Berücksichtigung aller auf Labor- und Feldmessungen basierenden neuesten Erkenntnissen und Entwicklungen aktualisiert werden, um den zunehmend oxidierenden, weniger flüchtigen und stärker hygroskopischen Charakter des organischen Aerosols während der atmosphärischen Alterung mittels Nachverfolgung ihrer beiden wichtigsten Parameter, Sättigungskonzentration und Sauerstoffgehalt, genauer darzustellen. Dieses Modellsystem soll eingesetzt werden, um die Unsicherheit hinsichtlich der Einflüsse organischer Aerosole auf die globale Luftqualität und den Strahlungsantrieb zu verringern, und zwar durch: i) Quantifizierung des relativen Beitrags der Bildung sekundärer organischer Aerosole (SOA) sowie Emissionen primärer organischer Aerosole (POA) auf den Gesamthaushalt organischer Aerosole in unterschiedlichen Umgebungen; ii) Quantifizierung des Beitrags von Biomasseverbrennung und Schadstoffemissionen sowie chemische Alterung und weiträumige Übertragung auf den Gesamthaushalt organischer Aerosole; iii) Ermittlung, inwieweit SOA Konzentrationen durch biogene und anthropogene Emissionen sowie photochemische Alterungsprozesse beeinträchtigt werden; iv) Untersuchung der Weiterentwicklung von SOA-Bildung aus natürlichen Quellen durch deren Interaktion mit anthropogenen Emissionen; v) Abschätzung der Auswirkungen photochemischer Alterungsprozesse auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften organischer Aerosole (z.B. Hygroskopizität, Volatilität) und vi) Einschätzung der indirekten Auswirkungen organischer Aerosole auf das Klima. Vor allem aber wird der vorliegende Antrag der kommenden Generation von Chemie-Klimamodellen eine realistische Beschreibung der chemischen Entwicklung organischer Aerosole in der Atmosphäre liefern, was für die Reduzierung der Aerosol-Unsicherheiten in der Luftqualität und bei Klimasimulationen von wesentlicher Bedeutung ist. Es ist auch davon auszugehen, dass das Forschungsvorhaben wertvolle Informationen zu den Quellen und der Produktion von OA weltweit liefert, was derzeitige CCMs nicht leisten können und welche von Politikern zur Entwicklung zukünftiger wirksamer Emissionsminderungsstrategien genutzt werden können.