Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Chemische und mineralogische Charakterisierung von Eisnuklei und Eisresiduen

Description: Vorkommen, Häufigkeit, chemische Zusammensetzung und Mischungszustand jener Aerosolpartikel in der Erdatmosphäre, an denen sich durch heterogene Nukleation in unterkühlten Wolken Eis bilden kann (Ice Nucleating Particles = INP), werden experimentell untersucht. Diese Informationen sind wichtig für das Verständnis der Niederschlagsbildung, und finden in parametrisierter Form Eingang in meteorologische Modelle zur Vorhersage des Niederschlages. Das Projekt verwendet hierbei im Wesentlichen physikalische Methoden zur Identifikation und Isolation der Partikel aus der Atmosphäre, und nachfolgend elektronenmikroskopische Methoden zur mineralogischen Analyse einzelner Partikel. Die Identifikation jener wenigen Aerosolpartikel (ca. 1 von 10.000 bis 1 von 100.000), die Eisbildungsfähigkeit besitzen, erfolgt, indem eine Aerosolprobe einer Unterkühlung unter 0°C und Wasserdampfübersättigung ausgesetzt wird, und die an INP entstehenden Eiskristalle fotografiert und gezählt werden. Es werden sowohl Aerosolpartikel aus luftgetragenem Aerosol untersucht (aus dem Eiskeimzähler FINCH) wie auch Partikel, die aus einer Luftprobe auf einem Silizium-Probenträger niedergeschlagen und danach als INP identifiziert wurden (Eiskeimzähler FRIDGE). Eine dritte und vierte Methode (Ice-CVI und ISI) isolieren eisbildungsfähige Partikel, indem aus einer angesaugten Probe von Wolkenluft die Eiskristalle strömungstechnisch von den übrigen Luftbestandteilen getrennt werden. Alle Eiskeimproben werden im Rasterelektronenmikroskop auf Größe, Morphologie, Mischungszustand und chemische Zusammensetzung untersucht und die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze verglichen. In Feldexperimenten werden Atmosphärenproben verschiedener geographischer Provenienz (Mitteleuropa, Forschungsstation Jungfraujoch, Wüstenstaub, Vulkanstaub) erhalten. In Laborexperimenten wird mit vorher gesammelt und charakterisierten Modellsubstanzen gearbeitet. Weiterhin wird durch tägliche Messungen der Anzahl-Konzentration und Zusammensetzung von Eiskeimen am Taunus Observatorium nahe Frankfurt über einen längeren Zeitraum untersucht, ob es Saisonalitäten, bevorzugte Quellgebiete (z.B. Wüsten, Industrie, etc.) und biologische Einflussfaktoren (z.B. Pollen, Pflanzenabrieb, Bakterien) für das Vorkommen von Eisnuklei gibt.

SupportProgram

Tags: Saharastaub ? Staub ? Taunus ? Atmosphärisches Aerosol ? Aerosol ? Bewölkung ? Morphologie ? Silizium ? Kühlschrank ? Eis ? Regenwasser ? Partikelgrößenverteilung ? Bakterien ? Mitteleuropa ? Analyseverfahren ? Chemische Zusammensetzung ? Ei ? Geographie ? Luftanalyse ? Luftprobe ? Prognosemodell ? Reaktor ? Wasserprobe ? Wolke ? Wüste ? Sediment ? Industrie ? Laborversuch ? Luftbildfotografie ? Forschungseinrichtung ? Niederschlag ? Partikel ? Pollen ? Umwelt ? Atmosphäre ? Bauteil ? Potenzial ? Forschung ? Gesteinsstaub ? Bestandteil ? Präzipitation ? Quellen ? Röhre ? Zellkern ? ausgewählt ? biologisch ? fortschrittlich ? sonstig ? Eindampfung ? Einsatz ? Ergebnis ? Experiment ? Länder ? Mechanismen ? Methode ? Ablagerung ? Mischen ?

Region: Hessen Hessen

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License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt (Projektverantwortung)
• Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Umweltmineralogie (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Last harvest: 21.08.2026 00:15

Time ranges: 2011-01-01 - 2026-09-13

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Chemical and mineralogical characterization of ice nucleating particles and ice particle residuals
  Description: We investigate the abundance, chemical composition and mixing state of atmospheric ice nucleating particles (INP) experimentally, i.e. of such particles that allow the heterogeneous formation of ice in mixed-phase clouds. This information is inevitable to understand the mechanisms of precipitation in the atmosphere. Meteorological models use parameterizations of such data to predict the development of precipitation. INP are rare: only 1 in 10.000 to 1 in 100.000 of atmospheric particles is an INP. We identify and isolate INP from other constituents of air using physical methods, followed by photography, counting and mineralogical analysis of the single particles, using advanced electron microscopy. The INUIT research unit applies several different approaches to distinguish INP from the bulk of other atmospheric particles. The individual particles identified and separated by these different methods are then collected and analyzed by electron microscopy for their size, morphology, mixing state, and chemical composition. Two of the methods (INP counters FINCH and FRIDGE) identify the INP by exposing an aerosol sample to subzero temperatures and supersaturated water vapor, thus growing macroscopic ice crystals on the INP. Ice crystals and thus INP are then separated from aerosol, and INP analyzed. The INP counter FINCH grows ice crystals on ambient aerosol in a flow tube reactor, while the INP counter FRIDGE grows ice on atmospheric particles that were precipitated electrostatically on a silicon substrate. Two other methods, named Ice-CVI and ISI, attempt to isolate INP by first separating the ice crystals in a flow of accelerated cloud air from other constituents, based on their higher inertia, and then evaporate the ice, leaving the INP behind for subsequent collection and analysis. Results from all four methods are compared. Aerosols from various atmospheric environments (central Europe, Jungfraujoch, Mediterranean, desert dust) will be analyzed during field experiments. Model and standard aerosols will be investigated in lab experiments. The number concentration of INP in the deposition and immersion modes in ambient air at Taunus Observatory near Frankfurt will be analyzed routinely in years 1-3 and screened for a seasonality, potential source areas (desert, industry), and for the main factors or components (such as biological material, mineral dust) that determine its variability.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1073501

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