Geowissenschaften / Geographie
Fachbereich 11

Der Forschungsschwerpunkt dieses Teilprojekts liegt auf der Identifizierung und Quantifizierung von Nukleationsprozessen mit Hilfe hochauflösender und modernster Massenspektrometrie. Das hierzu neu beschaffte CI-APi-LTOF-MS (Chemical Ionisation – Atmospheric Pressure interface – Long Time Of Flight - Mass Spectrometer) nutzt die chemische Ionisation durch verschiedene Primär-Ionen, wie Nitrat- oder Acetat-Ionen, um gasförmige Vorläuferstoffe der Aerosolneubildung zu detektieren. Um auch die neugebildeten Partikel zu analysieren, wird ein im Vorgängerprojekt entwickelter Partikelsammler eingesetzt und weiterentwickelt.

Ziele des CLOUD-16 Teilprojekts sind

a) die Identifikation und Verbesserung der Quantifizierung der wesentlichen an der Nukleation beteiligten hochgradig oxidierten, schwerflüchtigen organischen Komponenten,

b) die Quantifizierung der Rolle der Ionen beim Nukleationsprozess,

c) die Bestimmung der Komposition von Clustern und nano-Aerosolpartikeln und

d) die Bestimmung von Nukleations- und Wachstumsraten.

In Zusammenarbeit mit internationalen Projektpartnern soll weiterhin die Klimawirksamkeit von Aerosolen und Wolken unter Berücksichtigung dieser Aerosolprozesse abgeschätzt werden.

Neben der Beschaffung und Inbetriebnahme des APi-LTOF-MS sowie dem Aufbau einer neuen Ionenquelle sollen im Rahmen des Projekts drei Messkampagnen an der CLOUD-Kammer am CERN durchgeführt werden:

• CLOUD-Messkampagne zu Aerosol-Nukleation und Wachstum I

• CLOUD-Messkampagne zu Eisbildung und Wolkenchemie

• CLOUD-Messkampagne zu Aerosol-Nukleation und Wachstum II

Bereits innerhalb der ersten sechs Projektmonate konnte das CI-APi-LTOF-Massenspektrometer beschafft und der Aufbau der Ionenquelle abgeschlossen werden. Weiterhin wurde bereits die erste CLOUD-Messkampagne durchgeführt, bei der das CI-APi-LTOF erfolgreich eingesetzt wurde. Hierbei wurden die Nukleation und das Partikelwachstum aus biogenen Vorläuferstoffen wie Isopren, Monoterpenen und Sesquiterpenen untersucht. Zweiter Forschungsschwerpunkt war die Untersuchung von anthropogen emittierten Vorläuferstoffen, in diesem Fall aromatischer Systeme, die man überwiegend in urbanen Umgebungen vorfindet. Die hohe Auflösung und Sensitivität des neuen Massenspektrometers erlaubt in der nun folgenden Datenanalyse eine bessere Separierung und damit eindeutige Identifizierung vieler Substanzen, die am Nukleationsprozess beteiligt sind.

Das chemische Ionisations - Flugzeitmassenspektrometer (CI-APi-LTOF-MS) im Einsatz an der CLOUD Kammer