Einfluss von Ammoniak auf die Wolkenbildung

Bereits seit vielen Jahren ist klar, die Partikel in unserer Atmosphäre haben einen Einfluss auf unser Wetter und sogar auf das Weltklima. Nun haben die Untersuchungen eines internationalen Forscherteams eine konkrete Verbindung zwischen Ammoniak Emissionen und der Wolkenbildung in Asien ergeben. An den Untersuchungen war das Institut von JARA-ENERGY Mitglied Prof. Martin Riese maßgeblich beteiligt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.

Ammoniak ist ein in der Landwirtschaft häufig anzutreffendes Gas. Vor allem in der Viehzucht, allen voran die Rinderhaltung, und der Verwendung von Düngemitteln entsteht Ammoniak. In asiatischen Ländern ist dabei die höchste Emission von Ammoniak festzustellen. Die Auswirkungen dieser Emissionen hat nun ein internationales Forscherteam untersucht und überraschende Ergebnisse erhalten.   
Im Fokus der Untersuchungen lag die Asiatische-Tropopausen-Aerosolschicht (ATAL) während des asiatischen Monsuns. Im Jahr 2011 wurde die ATAL erstmals im asiatischen Monsun nachgewiesen, deren Zusammensetzung und Wirkung war bisher jedoch ungewiss. Aerosole sind kleinste Schwebeteilchen aus natürlichen und menschengemachten Quellen.
Mit Hilfe von unterschiedlichen Methoden untersuchte das Forscherkonsortium die Schicht, die sich in etwa zwölf bis 18 Kilometern Höhe befindet. Messflüge, Satellitenbeobachtungen, meteorologische Modellrechnungen und Labormessungen lieferten die Daten. Im Falle der ATAL fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heraus, dass der Hauptbestandteil dieser Schicht kristallines Ammoniumnitrat ist. Ammoniumnitrat bildet sich aus Ammoniak, wie es in der Landwirtschaft erzeugt wird. Darüber hinaus analysierten die Forscherinnen und Forscher Daten des Infrarotspektrometers CRISTA (CRyogenes Infrarot-Spektrometer und Teleskop für die Atmosphäre). CRISTA kam 1997 bei einer Space Shuttle Mission der NASA zu Einsatz. Das überraschende Ergebnis der erneuten Analyse ist, dass die Asiatische Tropopausen Aerosolschicht bereits 1997 vorhanden war und somit wesentlich früher als ursprünglich angenommen.

Die Daten beweisen erstmals, dass Ammoniumnitrat-Aerosole in der oberen Troposphäre während des asiatischen Monsuns zu finden sind. Aerosole haben Einfluss auf die Bildung und die Eigenschaften von Wolken. Die neuen Ergebnisse sind daher vor allem für die Wechselwirkungen von Wolken und Aerosolen wichtig, eine der größten Unsicherheiten in der Klimamodellierung. Zudem belegen sie, dass das am Boden emittierte Ammoniak großen Einfluss auf die Prozesse in der oberen Troposphäre – und möglicherweise das asiatische Klima – hat.

Weitere Informationen auf der Website des Forschungszentrums Jülich.