Über den Einfluss von Staubpartikeln auf globale Wolkenkondensationskerne und die Anzahl der Wolkentropfen

1 Studien zur Aerosol-Wolken-Interaktion betrachten bis heute Aerosol mit einem erheblichen Anteil an löslichem Material als die einzige Quelle für Wolkenkondensationskerne (CCN). Neuere Beweise deuten darauf hin, dass Minerale staub als gute CCN fungieren können, indem sie Wasser an der Oberfläche der Partikel adsorbieren. Diese Studie bietet eine erste Einschätzung des Beitrags von unlöslichem Staub zu globalen CCN und zur Konzentration von Wolkentropfen (CDNC). Simulationen werden mit dem chemischen Transportmodell der NASA Global Modeling Initiative unter Berücksichtigung von emissions aus fossilen Brennstoffen, Biomasseverbrennung, marinen und Staubquellen durchgeführt. CDNC wird online berechnet und berücksichtigt ausdrücklich den Wettbewerb zwischen löslichen und unlöslichen CCN um Wasserdampf. Der vorhergesagte jährliche Durchschnittsbeitrag von unlöslichem mineralischem Staub zu CCN und CDNC in wolkenbildenden Gebieten beträgt bis zu 40 bzw. 23,8 %. Empfindlichkeitstests deuten darauf hin, dass Unsicherheiten in der Staubgrößendegeneration und den Wasseradsorptionsparametern den Beitrag von mineralischem Staub zur CDNC um 23 und 56 % modulieren. Die Beschichtung von Staub durch hygroskopische Salze während der atmosphärischen Alterung führt zu einer Verdopplung des Staubbeitrags zu CCN; der gealterte Staub kann jedoch während der Anfangsphasen der Wolkenbildung erheblich die Übersättigung in der Wolke verringern und letztendlich die CDNC reduzieren. Um die Wechselwirkungen zwischen Staub und warmen Wolken umfassend zu erfassen, ist es erforderlich, die Hydrophilie durch Adsorption und die Hygroskopizität durch gelöste Stoffe zu berücksichtigen. Der hier vorgestellte Rahmen greift diesen Bedarf auf und kann leicht in atmosphärische Modelle integriert werden.