CAFE-Brazil
CAFE-Brazil (Chemistry of the Atmosphere: Field Experiment in Brazil) ist eine HALO-Mission, die im Winter 2022/23 in Brasilien über dem Amazonas-Regenwald stattfand. Frühere Messungen (z.B. Williamson et al. 2019) haben gezeigt, dass es hohe Aerosolpartikelkonzentrationen in der oberen tropischen Troposphäre im Vergleich zur mittleren und unteren Troposphäre gibt. Diese Partikel können sowohl in die Stratosphäre gelangen, wo sie entscheidend zum globalen Strahlungshaushalt (und damit zum Klima) beitragen, als auch absinken und als Wolkenkondensationskeime das regionale Klima und den Wasserhaushalt des Amazonasgebiets beeinflussen.
Bei den zahlreichen Messflügen der CAFE-Brazil Kampagne konnten unter anderem Höhenprofile verschiedener Gase erstellt werden. Außerdem wurden Luftmassen gemessen, die durch hochreichende konvektive Wolken in die obere tropische Troposphäre transportiert worden waren. Auch die Unterschiede zwischen den chemischen und physikalischen Vorgängen bei Tag und Nacht konnten beobachtet werden.
Um die Vorgänge in der Atmosphäre zu erforschen, wurden physikalische Parameter wie Druck und Temperatur, sowie Spurengase und Bestandteile von Aerosolpartikeln gemessen. Das CI-APi-TOF unserer Arbeitsgruppe konnte neben Schwefelsäure und Methansulfonsäure (MSA) auch hoch-oxygenierte organische Verbindungen (HOMs) nachweisen. Besonders bedeutend war auch die Messung von organischen Nitratverbindungen, die in direkten Zusammenhang mit der Entstehung neuer Partikel gebracht werden konnten. Dadurch gelang es einen detaillierten chemischen Mechanismus für die Nukleation in der oberen Troposphäre im Amazonasgebiet aufzustellen. Dieser soll nun auch im CLOUD-Experiment unter Laborbedingungen nachgestellt werden.
In Zukunft sollen die gewonnenen Erkenntnisse dabei helfen die Repräsentation von Aerosolen in Klimamodellen zu verbessern. Um das zu erreichen, besteht eine enge Zusammenarbeit mit Modellierungsgruppen aus dem In- und Ausland.