Wolkenbildung: Kondensationskerne entstehen auch bei minus 25 Grad

Wien (APA) - Damit Wolken entstehen, braucht es winzige Teilchen, an denen Wasser kondensieren kann. Das kann Staub oder Ruß sein, es können aber auch neue Kondensationskerne aus organischen Gasmolekülen entstehen. Dieser „Nukleation“ genannte Vorgang läuft selbst bei Temperaturen von minus 25 Grad Celsius ab, wie sie etwa in höheren Luftschichten vorherrschen, berichten Wiener Forscher im Fachjournal „PNAS“.

Wolken kühlen das Klima - in welchem Ausmaß ist aber noch unklar. Einer der Gründe ist der komplexe und nur teilweise verstandene Prozess der Wolkenbildung. Aus diesem Grund erforschen Wissenschafter seit nunmehr fast zehn Jahren im Experiment CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) am Europäischen Labor für Teilchenphysik CERN in Genf (Schweiz), wie sich Kondensationskerne in der Atmosphäre bilden.

Bereits vor einigen Jahren zeigten die Wissenschafter, dass der Wald entscheidende Zutaten für die Wolkenbildung liefert. Speziell Nadelbäume emittieren organische Moleküle, die eine wichtige Rolle bei der Nukleation spielen. Es handelt sich dabei um einen ganzen Zoo hochoxidierter Moleküle, die in der Atmosphäre aus alpha-Pinen gebildet werden. Das ist eines der Moleküle, die Pinienwälder ihren typischen Duft verleihen.

Bisher wurden die Experimente in dem 26 Kubikmeter großen Edelstahltank des CLOUD-Experiments, in dem die Bedingungen extrem präzise kontrolliert werden können, vorwiegend bei Zimmertemperatur durchgeführt. Nun haben die Wissenschafter erstmals auch bei niedrigen Temperaturen von minus 25 Grad Celsius gemessen. „Bei diesen Bedingungen kondensieren auch Moleküle, die so flüchtig sind, dass sie bei höheren Temperaturen in der Gasphase bleiben“, erklärte Paul Winkler von der Gruppe Aerosolphysik und Umweltphysik der Universität Wien gegenüber der APA.

Reaktionen laufen bei so tiefen Temperaturen zwar deutlich langsamer ab. Dennoch können auch bei minus 25 Grad Celsius, wie sie in der mittleren Troposphäre in rund sechs Kilometern Höhe vorherrschen, Nanopartikel aus organischen Vorläufergasen entstehen, die als Kondensationskerne dienen. „Der Beitrag organischer Substanzen zur Wolkenbildung könnte folglich höher sein als bisher angenommen“, so Winkler. Dies müsse in Klimamodellen berücksichtigt werden.

(S E R V I C E - Internet: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1807604115)