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Bildung Leipziger Wolkenforscher weisen Geburt von Eiskeimen aus Gasen experimentell nach
Leipzig Bildung Leipziger Wolkenforscher weisen Geburt von Eiskeimen aus Gasen experimentell nach
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00:18 02.09.2016
Die Cloud-Anlage am europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf: In dem thermisch isolierten Edelstahlbehälter fanden unter der Ägide von Fachleuten des Leipziger Tropos-Institutes Versuche mit Gasen statt. Dabei entstanden Teilchen, die in Wolken als Eiskeime wirken.
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Leipzig

Unter der Ägide einer Wissenschaftlerin des Leipziger Tropos-Institutes ist erstmals experimentell nachgewiesen worden, dass sogenannte Eiskeime in Wolken direkt aus Gasen entstehen können. Karoliina Ignatius von der Tropos-Abteilung für Aerosol- und Wolkenmikrophysik nutzte mit ihren an dem Projekt beteiligten in- und ausländische Kollegen die Cloud-Kammer am Kernforschungszentrum Cern für die Versuche. Die in der Nähe von Genf installierte Anlage ähnelt einem Silo aus Edelstahl, ist thermisch isoliert und hat ein Fassungsvermögen von rund 26 Kubikmetern. Temperaturen bis zu minus 65 Grad Celsius lassen sich in dem Zylinder erzeugen, über eine Gasmischanlage wird der Hightech-Bottich mit den jeweiligen Zutaten zur Geburt künstlicher Wolken befüllt.

Im betreffenden Fall speiste das Team um Karoliina Ignatius bei der Studie mit der Kennung „Cloud 9“ saubere Luft, Ozon und ein Gas namens Alpha Pinen ein. Es zählt zu den Terpenen und sammelt sich in riesigen Mengen über Wäldern. In der Klima-Kammer am Cern wurden dann Bedingungen simuliert, wie sie in der freien Troposphäre bei minus zehn, minus 20 und minus 38 Grad Celsius auftreten. Ergebnis: Aus dem Gemisch von Ozon und Alpha Pinen wuchsen bis zu 700 Nanometer große Teilchen mit viel Potenzial. Denn diese von den Fachleuten als sekundäre organische Aerosolpartikel bezeichneten Stoffe vermochten es, beim Cloud-Experiment wolkentechnisch aktiv zu werden. Erst kondensierte Wasser an den Teilchen, dann setzten sie Eiskristalle an.

Auf der Basis dieser Versuchsergebnisse schätzten die Forscher die Wirkungen auf die Atmosphäre ab. Heraus kam, dass die aus biogenen Vorläufergasen geborenen Partikel nicht nur über den Nadelwäldern der Nordhemisphäre die Eisbildung in den Wolken ankurbeln, sondern ebenso über den tropischen Regenwäldern. Dort könnten sie sogar beim Entstehen von Zirruswolken in mehr als sieben Kilometern Höhe eine Rolle spielen, vermuten die an der Studie beteiligten Spezialisten. In den computergestützten Klimamodellen sind die aus den Gasen generierten Eiskeime derzeit noch nicht berücksichtigt.

Hintergrund: Bisher liegt das Hauptaugenmerk bei der Eiskeim-Erkundung auf verschiedenen Mineralstäuben, Aschen und biologischen Partikeln wie Pollen oder Bakterien. Auch dabei wurde am Tropos-Institut, das im Wissenschaftspark an der Permoserstraße seinen Sitz hat, schon viel Pionierarbeit geleistet. Normalerweise müssen in der Atmosphäre unter minus 38 Grad Celsius herrschen, damit bei Wassertröpfchen eine homogene Eisbildung stattfindet. Wie Tests am Tropos offenbarten, verschiebt sich der Gefrierpunkt deutlich nach oben, wenn bestimmte Aerosol-Teilchen ins Spiel kommen. Pollen und Bakterien sorgen beispielsweise dafür, dass schon ab minus 18 beziehungsweise minus acht Grad Celsius das Wolkenwasser vereist. Selbst Proteinkomplexe, die von Mikroben isoliert sind, können eine Aktie am Gefrieren von Wolkentropfen haben, erklärt Tropos-Abteilungsleiter Frank Stratmann.

Von MARIO BECK

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