Laut einer Studie bilden sich über Sibirien mehr Aerosolpartikel als angenommen

Aerosolpartikel spielen eine Schlüsselrolle bei der Kühlung des Planeten. Sie können entweder direkt beeinflussen, wie viel Sonnenlicht auf die Erdoberfläche gelangt, oder indirekt durch Wolkenbildung, zu der sie beitragen. Aus einer Vielzahl von Gasmolekülen entstehen neue Teilchen, und zwar überall auf dem Planeten.

Um die Umstände zu verstehen, unter denen diese Partikel entstehen, führen Forscher Messungen in verschiedenen Umgebungen auf der ganzen Welt durch. Beispielsweise führt die finnische Flaggschiffstation SMEAR II seit 25 Jahren Messungen im borealen Wald durch.

Der boreale Wald ist jedoch ein extrem großes Gebiet, und ein Großteil seines Beitrags zur Aerosolbildung ist noch nicht erforscht, insbesondere in seinen sibirischen und kanadischen Teilen.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Bildung von Partikeln in Sibirien selten ist. Eine aktuelle Studie der Universität Helsinki zeigte jedoch, dass die Partikelbildung in Sibirien häufig vorkommt und mit den Hitzebedingungen zusammenhängt. Die ergebnisse von die Studie wurden im Januar in der Zeitschrift veröffentlicht Umweltforschungsbriefe.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich im Frühjahr über weite Teile der westsibirischen Taiga große Mengen an Aerosolpartikeln bilden können, anders als bisher angenommen“, sagen Olga Garmash und Ekaterina Ezhova vom Institut für Atmosphären- und Erdsystemforschung der Universität der Universität Helsinki.

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass sich unter Hitzewellenbedingungen oder in einem sich erwärmenden Klima mehr Aerosole bilden, was wiederum einen mildernden, abkühlenden Klimaeffekt haben kann.

Hitze schuf ideale Bedingungen

Im Jahr 2020 führten die Forscher eine langfristige Messkampagne mit einer Reihe modernster Instrumente durch. Ihr ursprüngliches Ziel war herauszufinden, warum sich in Sibirien selten Partikel bilden.

„Besonders im März folgten Partikelbildungsereignisse nacheinander, und sie waren viel stärker als die an der finnischen Station SMEAR II“, sagt Postdoktorandin Olga Garmash.

Im Jahr 2020 erlebte Sibirien eine halbjährige Hitzewelle. Mithilfe einer multidisziplinären Analyse der Chemie, Physik und Meteorologie der Atmosphäre stellten die Forscher fest, dass Waldemissionen, Umweltverschmutzung und die Hitzewelle ideale Bedingungen für die Aerosolbildung geschaffen hatten. Die häufige Neubildung von Partikeln in diesem Jahr dürfte eine Ausnahme gewesen sein.

„Doch mit steigenden Temperaturen in Westsibirien werden in Zukunft die gleichen Temperaturen wie bei der Hitzewelle 2020 üblich sein. Diese häufige Neubildung von Partikeln könnte zur Normalität werden. Welche Folgen dies für das Klima haben wird, bleibt eine wichtige offene Frage“, sagt er Dozentin und Universitätsdozentin für Geophysik, Ekaterina Ezhova.

Ziel ist es, die Entscheidungsfindung zu informieren

Dies war das erste Mal, dass in Sibirien solch umfassende Messungen mit Schwerpunkt auf atmosphärischen Aerosolpartikeln durchgeführt wurden. Die Forscher entdeckten auch Unterschiede in den atmosphärischen Prozessen zwischen dem sibirischen und dem fennoskandinavischen Borealwald.

„Da der boreale Wald das größte Landbiom ist, brauchen wir mehr Messungen an anderen Orten, um die Wechselwirkungen und Rückkopplungen zwischen Wald und Atmosphäre in einem sich erwärmenden Klima zu verstehen“, sagt Garmash.

„Unsere zukünftige Arbeit wird von der Zusammenarbeit mit Modellierern profitieren: Wenn das Modell die beobachtete Aerosolbildung reproduziert, könnte es verwendet werden, um einen Effekt der verstärkten Aerosolbildung auf Wolken und Niederschlag abzuschätzen. Eine potenzielle Anwendung unserer Ergebnisse liegt insbesondere in der Entwicklung und Erprobung von Modellen.“ globale Erdsystemmodelle, die als Grundlage für die Entscheidungsfindung dienen“, sagt Ezhova.