Institut für Meteorologie und Klimaforschung

Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe zum Thema Mineralstaub am IMK-TRO

Portrait globaler Aerosole auf Basis einer Modellsimulation:
Mineralstaub (rot), Meersalz (blau), Rauch (grün) und Sulfatpartikel (weiß).
Image Credit: William Putman, NASA/Goddard
(https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2393.html)

Aerosole und Wolken leisten den größten Beitrag zur Unsicherheit von Abschätzungen der Energiebilanz der Erde. Mineralstaub ist der dominante Bestandteil der globalen Aerosolmasse. Er hat wesentlichen Einfluss auf Klima, Luftqualität, Verkehr, Gesundheit, Ökonomie und solare Stromproduktion in vielen Gebieten der Welt, einschließlich Europa.

Der Klimaeffekt der Staubaerosole wird hauptsächlich durch deren Partikelgrößenverteilung, Form und Zusammensetzung bestimmt. Beobachtungen zeigen, dass deutlich größere Staubpartikel als bisher gedacht über weite Strecken in der Luft transportiert werden können. Numerische Modelle können momentan weder den Transport noch die Emission solch riesiger Staubpartikel reproduzieren.

Eine neugegründete Arbeitsgruppe am IMK-TRO hat sich zum Ziel gesetzt die Emission von Staubpartikeln, insbesondere der großen, und deren Einfluss auf die Wolkenbildung zu untersuchen und damit einhergehende Unsicherheiten zu reduzieren. Die Helmholtz-Nachwuchsgruppe mit dem Titel „A big unknown in the climate impact of atmospheric aerosol: Mineral soil dust” steht unter der Leitung von Dr. Martina Klose und erhält eine Förderung für 6 Jahre in Höhe von insgesamt 1,8 Millionen Euro.

Mineralstaub während eines Staubsturmes in Marokko.
Copyright: Martina Klose

Die Emission von Mineralstaub hängt sehr stark von den Eigenschaften der Bodenoberfläche, der einzelnen Partikel und dem Wind in Bodennähe ab, daher ist es schwierig den Prozess mit Modellen genau wiederzugeben. Um dies dennoch möglichst gut zu realisieren, soll der Emissionsprozess mit Hilfe von theoretischen Konzepten, Feldmessungen und Modellexperimenten näher untersucht werden. Insbesondere für die Feldmessungen wird die Arbeitsgruppe mit internationalen Partnern zusammenarbeiten. Staubpartikel in der Atmosphäre eignen sich sehr gut als Gefrierkerne für Eiskristalle und tragen somit zur Wolkenbildung bei. Auch hier hängt die Effizienz des Prozesses von den Partikeleigenschaften ab, nicht zuletzt von deren Größe. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern am IMK-AAF soll der Einfluss von Staubpartikeln auf die Wolkenbildung experimentell untersucht werden, um diese in Modellen besser beschreiben und Auswirkungen von Mineralstaub auf Wetter und Klima besser abschätzen zu können.

Helmholtz-Nachwuchsgruppen werden durch die Helmholtz Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren in einem kompetitiven Verfahren vergeben. International herausragenden Postdoktorandinnen und Postdoktoranden wird damit die Möglichkeit gegeben, eine eigene Forschungsgruppe aufzubauen und früh wissenschaftliche Unabhängigkeit zu erreichen.