Aerosol- und Wolkenphysik an der Universität Mainz

Das Forschungsflugzeug M-55 Geophysica. Bild: Ralf Weigel, Uni Mainz

Arbeitsgruppe Prof. Dr. Stefan Borrmann, Dr. Ralf Weigel und Dr. Jacob Fugal

Die Gruppe Aerosol- und Wolkenphysik ist am Institut für Physik der Atmosphäre der Universität Mainz ansässig. Die physikalischen Eigenschaften von Aerosolpartikeln und Wolkenelementen (Eisteilchen oder flüssige Wolkentröpfchen) werden mit vorwiegend flugzeuggestützten Messmethoden untersucht.

Zu den verwendeten Methoden gehört die Bestimmung der Aerosolanzahlkonzentration mithilfe von Kondensationskernzählern (CPC). Des Weiteren werden Anzahlkonzentration und Größenverteilung von Wolkenelementen mithilfe von optischen Partikelspektrometern (CIP, CCP, PIP und FSSP) detektiert. Somit wird durch unsere Instrumente ein Größenbereich von Aerosol und Wolkenelementen von 6 nm bis 6 mm (Durchmesser) erfaßt. Der Einsatz unserer Instrumente erfolgt u.a. an Bord des Höhenforschungsflugzeuges „M-55 Geophysica“ (Bild) bis in 20 km Flughöhe und bislang in polaren (2003 und 2010: Nordschweden), mittleren (mehrmals zwischen 2003 und 2009: Italien und Süddeutschland) sowie tropischen (2005: Brasilien und Australien; 2006: West Afrika) Breiten.

Während der verschiedenen Missionen wurden Leewellenwolken, Polare Stratosphären-wolken, tropische Gewitterwolken, insbesondere Mesoskalige Konvektionszellen und deren „outflow“ – Region sowie die Verteilung des Stratosphärischen Aerosols, Partikelneubildung in der Tropischen Tropopausenregion und die Zusammensetzung des Aerosols im Arktischen Polarwirbel untersucht.

Die Ausrichtung unserer Forschung zielt auf ein besseres Verständnis der Bildungs- und Interaktionsmechanismen von Aerosol und Wolkenelementen unter Berücksichtigung atmosphärischer Transportprozesse ab, und deren Einfluss auf die Chemie der Atmosphäre sowie die Strahlungsbilanz.