Modellstudie zur multiphasischen DMS-Oxidation mit Fokus auf Halogene

Zusammenfassung. Wir untersuchten die Oxidation von Dimethylsulfid (DMS) in der marinen Grenzschicht (MBL) mit einem eindimensionalen numerischen Modell und konzentrierten uns auf den Einfluss von Halogenen. Unsere Modellläufe zeigen, dass es immer noch erhebliche Unsicherheiten über die Endprodukte des DMS-Zusatzpfades gibt, die insbesondere durch Unsicherheiten bei der Produktausbeute der Reaktion des Zwischenprodukts Methylsulfinensäure (MSIA) mit OH verursacht werden. BrO erhöht die Bedeutung des Additionspfades bei der Oxidation von DMS erheblich, selbst wenn es in Mischungsraten kleiner als 0,5 pmol mol-1 vorhanden ist. Die Berücksichtigung der Halogenchemie führt zu höheren DMS-Oxidationsraten und niedrigeren DMS zu SO2-Umwandlungseffizienzen. Die DMS zu SO2-Umwandlungseffizienz wird auch unter bewölkten Bedingungen drastisch reduziert. In wolkenfreien Modellläufen reagieren zwischen 5 und 15 % des oxidierten DMS weiter zu partiellen Schwefel, in bewölkten Läufen beträgt dieser Anteil fast 100 %. Die Sulfatproduktion durch HOClaq und HOBraq ist in Wolkentröpfchen wichtig, selbst bei kleinen Br-Defiziten und damit verbundenen kleinen Halogenkonzentrationen in der Gasphase. Im Allgemeinen entsteht mehr partikulärer Schwefel, wenn Halogenchemie einbezogen wird. Eine mögliche Anreicherung von HCO3- in frischem Meersalzaerosol würde die pH-Werte ausreichend erhöhen, um die Reaktion von S(IV)* (=SO2,aq+HSO3-+SO32-) mit O3 dominant für die Sulfatproduktion zu machen. Dies führt zu einer Verschiebung von der Methylsulfonsäure (MSA) zur Produktion von nicht-Meersalz-Sulfat (nss-SO42-), erhöht jedoch das Gesamtnss-SO42- nur geringfügig, da fast allen verfügbaren Schwefel bereits zu partikulärem Schwefel im Basisszenario oxidiert ist. Wir diskutieren, wie realistisch dies für die MBL ist. Wir fanden, dass die Reaktion MSAaq+OH etwa 10 % zur Produktion von nss-SO42- in Wolken beiträgt. Sie ist für wolkenfreie Modellläufe unbedeutend. Insgesamt stellen wir fest, dass die Anwesenheit von Halogenen zu Prozessen führt, die das Albedo von stratiformen Wolken in der MBL verringern.