Experimente bestätigen: Staubpartikel fördern Bildung von Eiswolken

Die feinen, aus winzigen Eisteilchen bestehenden Zirruswolken sind für Klimaforscher von besonderem Interesse, weil sie – im Gegensatz zu tiefer liegenden Wolken – wahrscheinlich zur Erwärmung der Erde beitragen. Forscher um Paul deMott von der Colorado State University berichten jetzt im Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences (Bd. 100, S. 14.655), dass vor allem mineralische und metallhaltige Schwebteilchen die Eisbildung fördern.

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Die Forscher untersuchten die Luft am Gipfel des 3200 Meter hohen Mount Werner in Colorado. Dabei bestimmten sie den Anteil von Aerosolen, also festen und flüssigen Schwebteilchen in der Luft. Anschließend leiteten sie die Luft in eine Experimentierkammer, um herauszufinden, unter welchen Bedingungen die Wassertröpfchen in der Luft zu Eispartikeln gefrieren. Bislang hatte es zu diesem Problem nur theoretische Untersuchungen gegeben.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass Wasser bei Anwesenheit von festen Aerosolteilchen aus Staub oder Metallverbindungen, die unter anderem in Industrieabgasen freigesetzt werden, schon bei relativ hohen Temperaturen gefriert. Gewöhnlich bilden sich Zirruswolken bei Temperaturen zwischen minus 30 und minus 80 Grad Celsius. Die festen Teilchen förderten die Eisbildung jedoch schon bei höheren Temperaturen und bei geringer Luftfeuchtigkeit.

In der Regel bilden sich Zirruswolken, wenn Wassertröpfchen gemeinsam mit flüssigen Schwebteilchen aus Schwefelsäure oder Salzlösungen zu Eis werden. Die Forscher bestätigten mit ihren Versuchen im Prinzip bisherige Annahmen über die Bedingungen, unter denen die Eispartikel entstehen. Sie fanden jedoch heraus, dass Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen für die Zirruswolkenbildung recht variabel sein können. So fanden sie heraus, dass organische Schadstoffe den Gefrierpunkt deutlich herabsetzen können.

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