Forschungsaktivitäten der Abteilung Partikelchemie

Die Abteilung Partikelchemie des Max-Planck-Instituts ist strukturell und konzeptionell eng mit dem Institut für Physik der Atmosphäre der Johannes Gutenberg-Universität Mainz verbunden. Diese gemeinsame Einrichtung unter der Leitung von Universitätsprofessor und Max-Planck-Direktor Stephan Borrmann stellt ein Novum am Standort Mainz dar.

Die Forschung der Gruppe konzentriert sich auf die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften von Aerosolen und Wolkenteilchen. Experimentell erforscht werden Größe, Anzahl, Formen, strahlungsrelevante Eigenschaften und Bildungsmechanismen von Aerosolen und Wolken. Für das Verständnis von Klima, Klimawandel, chemischen Vorgängen in der und anthropogenen Einflüssen auf die Atmosphäre sind Kenntnisse über Wolken sowie Schwebstoffen und Aerosolpartikel erforderlich. Daher liegt das Hauptaugenmerk der Abteilung auf: (1) Untersuchungen von Aerosolen in Troposphäre und unterer Stratosphäre, (2) Prozessen und Eigenschaften stratosphärischer Eiswolken, die zur Entstehung des Ozonlochs beitragen, (3) Auswirkungen von Luftfahrtemissionen auf die Atmosphäre und (4) Einflüssen von Eiswolken (Zirren) der oberen Troposphäre auf die chemische Zusammensetzung der Luft. Darüber hinaus gibt es (5) Studien zur Fähigkeit von Wolkentropfen, Schneekristallen, Graupel und Hagelteilchen, Schadstoffe und Aerosole aus der Atmosphäre auszutragen.

Zu den verwendeten Methoden zählen Massenspektrometrie zur Messung der chemischen Zusammensetzung von Aerosolen und Wolkenteilchen, optische und thermodynamische Untersuchungen sowie ein weltweit einzigartiger Vertikalwindkanal. Mit dieser Anlage lassen sich Tropfen und Hydrometeore über einen längeren Zeitraum in einen vertikalen Luftstrom einbringen, um diese für detaillierte Untersuchungen zugänglich zu machen. In-situ-Messungen der Atmosphäre werden an Bord des umgebauten russischen M-55-Spionageflugzeugs „Geophysica“, das eine Flughöhe von bis zu 22 km erreicht, durchgeführt, weiterhin auf Schiffen, in anderen Forschungsflugzeugen, Bodenstationen und dem vom MPIC neu entwickelten MObile Laboratory for Aerosol research (MOLA). So möchten wir wolkenbezogene Prozesse besser verstehen, um Wetter- und Niederschlagsvorhersagen zu verbessern, und zusätzlich einen Beitrag zu Klimamodellen leisten. Die in der Abteilung entwickelten Methoden werden neben der Atmosphärenforschung auch für die industrielle Umweltforschung eingesetzt. So haben Studenten die Möglichkeit, Kenntnisse in den verschiedensten Bereichen von Forschung und Industrie zu erwerben.