Aerosol-Variabilität und Interaktion mit Umgebungsbedingungen basierend auf der kleinskaligen vertikalen und horizontalen Verteilung bei Messungen in der Arktis (AIDA)

Description: Im Klimasystem der Arktis spielen Aerosolpartikel eine bedeutende Rolle für das Verständnis der schnellen Erwärmung. Durch die niedrige Hintergrundkonzentration sind lokale Neubildungs-Ereignisse eine wichtige Quelle, und können signifikant zu Wolkenkondensationskeimen beitragen. Aufgrund der schweren Erreichbarkeit gibt es insbesondere wenig Messungen zur vertikalen Verteilung von Aerosolpartikeln in der Arktis. Die Aerosol-Konzentration ist stark variabel in Raum und Zeit, und daher schwierig in Modellen abzubilden. Räumliche Verteilung und zeitliche Variabilität auf kleinen Skalen hängen von den Umgebungsbedingungen ab, wie der Stabilität der Atmosphäre, Wolken, Orographie und Oberflächeneigenschaften. Daher untersucht das Projekt AIDA (Aerosol-Variabilität und Interaktion mit Umgebungsbedingungen basierend auf der kleinskaligen vertikalen und horizontalen Verteilung bei Messungen in der Arktis) die kleinskalige Variabilität am Standort Ny-Alesund in Spitzbergen, einem natürlichen Labor von kleinskaligen Kontrasten in den Umgebungsbedingungen, mit einer Kombination von zeitgleichen Fesselballon- und Drohnen-Messungen, die in die bestehenden, kontinuierlich messenden Observatorien in Ny-Alesund und auf dem Zeppelinberg eingebettet werden. Die Messungen sind für die Übergangszeit zwischen Arktischem Dunst mit überwiegend Ferntransport im Frühling und überwiegend lokal gebildeten Aerosolpartikeln im Sommer geplant. Drohne und Fesselballon sind mit ähnlichen Aerosol-Sensoren ausgerüstet: Die wichtigsten Messgeräte sind dabei jeweils zwei parallel betriebene Kondensationskernzähler mit unterschiedlicher unterer Nachweisgrenze im Größenbereich 3-20 nm, um neu gebildete Aerosolpartikel nachzuweisen. Ein leichtes Aerosol-Größenspektrometer kommt zum ersten Mal auf dem Ballon zum Einsatz, um die Aerosol-Größenverteilung zwischen 8 und 300 nm zu messen. Außerdem sind Sensoren für größere Aerosolpartikel implementiert, um die Neubildung von Aerosolpartikeln in Abhängigkeit von bereits existierendem Aerosol und dem Beitrag von Ferntransport zu untersuchen. Temperatur und Feuchte werden mit hoher zeitlicher Auflösung gemessen, um den Einfluss von Stabilität und vertikaler Durchmischung zu charakterisieren. Der dreidimensionale Windvektor wird gemessen, da das lokale Windfeld sehr stark von der lokalen Orographie geprägt ist. Es wird erwartet, dass die kleinskalige Variabilität der thermodynamischen Bedingungen einen signifikanten Einfluss auf die Neubildung und das Wachstum von neu gebildeten Aerosolpartikeln hat. Die Daten der horizontalen und vertikalen Verteilung der Aerosol-Partikel werden anschließend analysiert in Zusammenarbeit mit den Partnern, die komplementäre Mess-Systeme in Ny-Alesund, auf dem Zeppelin-Berg und an anderen arktischen Standorten betreiben. Die Ergebnisse tragen bei zu einem besseren Verständnis der kleinskaligen Verteilung von Aerosolpartikeln, deren Entstehung, Wachstum und vertikalen Transportprozesse.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Aerosolspektrometer ? Bewölkung ? Windgeschwindigkeit ? Messgerät ? Messstation ? Blei ? Wind ? Messeinrichtung ? Sensor ? Zellkern ? Orographie ? Nebel ? Aerosol ? Arktis ? Luftschiff ? In-situ-Daten ? Flugdrohne ? Standortwahl ? Studie ? Temperaturbeständigkeit ? Vertikalprofil ? Berg ? Wolke ? Dunst ? Kondensation ? Arbeit ? Atmosphäre ? Partikel ? Schwellenwert ? Atmosphärische Schichtung ? Weiträumiger Transport ? Gebirge ? Hintergrundwert ? Klimasystem ? Nachweisgrenze ? Thermodynamik ? Größenverteilung ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Betreiber*in)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Aerosol variability and interaction with ambient conditions based on small-scale vertical and horizontal distribution of Arctic measurements (AIDA)
  Description: In the Arctic climate system, aerosol particles play a crucial role in understanding the rapid warming. With predominantly low background aerosol concentrations, local new particle formation events are an important source of aerosol particles, and can contribute significantly to cloud condensation nuclei. Due to the difficult accessibility, particularly vertical measurements in Arctic areas are rare. However, the aerosol concentration is highly variable in space and time and therefore difficult to implement in models. In particular, the spatial distribution and temporal variability on small scales strongly depends on ambient conditions, like atmospheric stratification, clouds, orography and surface properties. Therefore, the project AIDA (Aerosol variability and interaction with ambient conditions based on small-scale vertical and horizontal distribution of Arctic measurements) studies the small-scale variability at the site Ny-Alesund in Svalbard, a natural laboratory of small-scale contrasting environmental conditions, with simultaneous vertical measurements of a tethered balloon and horizontal and vertical measurements of a fixed-wing drone in addition to the existing continuously measuring ground-based observatories at Ny-Alesund and the Zeppelin Mountain. Measurements are planned for the transition time from the Arctic haze season in spring with predominantly remote transport to local aerosol formation in summer. The drone and the tethered balloon are equipped with similar aerosol instrumentation: The key instruments are two condensation particle counters of different lower detection threshold operated in parallel on each measurement platform to identify very small particles in the size range of 3-20 nm, which are an indicator of new particle formation. A new light-weight aerosol size spectrometer will be implemented to the balloon system for this campaign for the first time and measure the aerosol size distribution between 8 and 300 nm. In addition, sensors for larger aerosol particles are implemented to study the formation of new particles in dependence on pre-existing aerosol concentrations and the contribution of long-range transport of anthropogenic pollution. Temperature and humidity are recorded with high temporal resolution to investigate atmospheric stability and mixing. The three-dimensional wind vector is also measured, as the local wind field is strongly influenced by local orography. The small scale-variability of thermodynamic conditions is expected to have a significant influence on the formation and growth of new, small aerosol particles. All these in-situ data from vertical and horizontal measurements will be analysed afterwards in cooperation with partners, who operate complementary measurement systems in Ny-Alesund, on Zeppelin Mountain and other Arctic sites. The results will lead to a better understanding of the small-scale distribution of aerosol particles, their formation, growth and vertical transport processes. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1118691

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Aktiv

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