Die Rolle von Aerosolen beim Klima

Aerosole sind kleine in der Luft schwebende Partikel und können entweder natürlichen oder menschlichen Ursprungs sein. Sie spielen eine wichtige Rolle im Klimawandel, allerdings weiß man nicht genaue zu welchem Ausmaß.

Das Thema steht international ganz oben auf der Forschungsagenda und die EU finanzierte in diesem Zusammenhang das zweijährige Forschungsprojekt AEROMAP. Die entscheidende Frage, wie Aerosolmengen und -zusammensetzungen in der ganzen Welt und im Laufe der Zeit variieren, sollte im Rahmen des Projekts anhand von täglich erstellten Satellitenkarten der gesamten Erde beantwortet werden. Damit sollte der Planet in unterschiedliche Aerosoltypen unterteilt und die Verteilung der Partikelgrößen in der Atmosphäre gezeigt werden.

Darüber hinaus untersuchte das Projekt die Möglichkeit der Durchführung einer globalen Aerosolüberwachung in Echtzeit. Außerdem wurde die Einrichtung eines Luftqualitätsindex in Betracht gezogen, um Klimarisiken zu bewerten und Warnungen über Auswirkungen von Aerosolen auszugeben. Das Projekt wurde Anfang 2014 abgeschlossen.

AEROMAP entwickelte und validierte neue Werkzeuge für das Daten-Mining auf Grundlage von Clusteranalysen und neuronalen Netzen. Die Werkzeuge wandeln Satellitendaten um in mikrophysikalische Aerosoleigenschaften für verschiedene global verbreitete Aerosoltypen. Die nahezu täglichen Karten ermöglichen die Überwachung und Einstufung von Aerosolen und ihre Bewegungsmuster über der Erde.

Für die Machbarkeitsstudien stellte AEROMAP fest, dass die durchschnittliche globale Aerosolverteilung in 10 verschiedenen Regionen eingeteilt werden kann, die jeweils eine bestimmte Zusammensetzung haben. Für die einzelnen Regionen wurden mit neuronalen Netzwerkmodellen die Tageswerte aus acht Jahren analysiert. Die Modelle wurden hinsichtlich der Möglichkeit validiert, die Aerosolmikrophysik darzustellen.

Insofern erzeugte das Projekt globale Karten mit Größenverteilungen atmosphärischer Aerosole, mit denen die Entwicklung atmosphärischer Ereignissen überwacht werden können. Es war bisher nicht möglich, die Entwicklung solcher Ereignisse vor allem über großen unbewohnten Gebieten wie Wüsten oder Meere zu beobachten. Die Studie erstellt auch die ersten nahezu täglichen Karten der weltweiten Luftqualität auf Basis der Aerosolmikrophysik anstatt der chemischen Zusammensetzung. Das Team entwickelte zwei Indizes für die möglichen Auswirkungen für Gesundheit und Sichtweite.

Die Forschungen wurden auf zwei Konferenzen und in vier Zeitschriftenartikeln präsentiert.

AEROMAP lieferte ein neues Verständnis der Dynamik atmosphärischer Aerosole, einem wichtigen Aspekt des Klimawandels. Das Projekt ermöglichte die Nutzung von Satellitendaten für nahezu tägliche Weltkarten zu Eigenschaften und Auswirkungen von Aerosolen.