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Projekt
Messung von Aerosol und Wolken und deren Wechselwirkung über dem sauberen Südlichen Ozean (AWW-SO)
Antragstellerinnen / Antragsteller
Dr. Daniel Sauer; Professorin Dr. Christiane Voigt
Fachliche Zuordnung
Physik und Chemie der Atmosphäre
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522359172
Der Südliche Ozean um die Antarktis gehört zu den Regionen der Erde mit einer besonders hohen Wolkenbedeckung. Aktuelle Klimamodelle zeigen in dieser Region aufgrund ihrer starken Klimasensitivität bezüglich Wolken deutlichste Abweichungen der modellierten Erdoberflächentemperatur von Beobachtungen. Erst kürzlich hat eine große Flugzeug- und Schiff-basierte Messkampagne die spärliche Datenlage zu Wolkeneigenschaften über dem Südlichen Ozean mit Messungen im Herbst deutlich erweitert. Das Projekt AWW-SO zielt nun darauf ab, im Frühjahr mikrophysikalische Eigenschaften von Aerosolen und Wolken in dieser vom Menschen besonders wenig belasteten Region der Erde zu bestimmen. Die neuen Messungen auf der Südhalbkugel werden mit Aerosol und Wolkendaten auf der anthropogen belasteten Nordhalbkugel verglichen, um die Nukleation von Tröpfchen und Eiskristallen in Wolken besser zu verstehen. Ausgehend von Neuseeland werden im Frühling 2025 Wasserwolken, Mischphasenwolken und Zirrus-Eiswolken mit einer Reihe an Wolkensonden auf HALO gemessen. Die Anzahlkonzentration und Größenverteilung von Partikeln mit 0.6µm bis 6mm Durchmesser, sowie ihr Flüssig- und Eiswassergehalt werden hierzu durch Kombination von Daten einer CAS-DPOL (Cloud- and Aerosol Spectrometer with Depolarzation Detection), einer CCP (Cloud Combination Probe) und einer PIP (Precipitation Imaging Probe) bestimmt. Um den Einfluss von Aerosolen auf Wolken zu untersuchen, werden zusätzlich mikrophysikalische Aerosoleigenschaften wie Aerosolanzahlkonzentrationen und Größenverteilungen mit einer Kombination aus Kondensationspartikelzählern, Größenklassifizierer (Scanning Mobility Particle Sizer, SMPS), eines Rußphotometers (SP2xr) und den Aerosolspektrometern UHSAS-A und PCASP bestimmt. Ein Doktorand*in wird die Bildung von Flüssigwasserwolken in der unverschmutzten Atmosphäre über dem Südlichen Ozean untersuchen und die Verteilung der Tröpfchenanzahlkonzentration in tiefen Wolken in Abhängigkeit von Auftriebsgeschwindigkeit und Konzentration der Wolkenkondensationskerne unterhalb der Wolke analysieren. Ein weiterer Doktorand*in untersucht die Eisnukleation in Mischphasen und Eiswolken in dieser Region. Die Bildung und Eigenschaften von Zirren in Frontensystemen und in Konvektion mit unterschiedlichen Auftriebsgeschwindigkeiten in mittleren Breiten in der wenig belasteten Südhalbkugel werden mit Daten in verschmutzten nördlichen mittleren Breiten (ML-CIRRUS und CIRRUS-HL) verglichen. Das Projekt liefert einen umfassenden Datensatz zu Wolken- und Aerosoleigenschaften über dem Südlichen Ozean, dessen Umweltbedingungen so nahe wie möglich an der vorindustriellen Atmosphäre liegen. Die Wolken und Aerosolmessungen helfen Wolkenparametrisierungen der globalen Klimamodelle EMAC und NCAR-CAM in einer Region zu verbessern, in der sie größte Abweichungen von der gemessenen Erdoberflächentemperatur haben.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
