Ruß in der Stratosphäre: Wirkung der Photophorese auf seinen Transport, die Aufenthaltsdauer und den Ozonabbau

Ziel: Untersuchung der photophoretischen Kräfte auf Rußteilchen, die vom Luftverkehr stammen. Experimentelle Prüfung, ob unter dem Einfluß des Sonnenlichtes ein Aufsteigen und Schweben der Teilchen möglich ist, und welchen Einfluß sie auf den Ozonabbau haben. Kurzbeschreibung: Die Verringerung des stratosphärischen Ozons durch Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe ist allgemein bekannt. Kürzlich wurde als weiterer Mechanismus der Ozonverringerung eine durch Ruß katalysierte Reaktion als möglich erachtet (Bekki 1997). Ruß kommt in höheren Konzentrationen als angenommen in der Stratosphäre vor (Püschel 1997), wobei bis jetzt dafür keine Erklärung möglich ist. Photophoreseexperimente (Rohatschek 1996) zeigen, daß gravito-Photophorese ein Heben der Partikel ergeben kann, quantitative Aussagen lassen sich aus den bisher vorhandenen Daten nicht machen. In diesem Projekt wird experimentell unter stratosphärischen Bedingungen die Photophorese auf Rußteilchen ermittelt: Durch zu entwickelnde Aerosolgeneratoren werden Teilchen erzeugt, die den in der Stratosphäre gefundenen Teilchen in Größe, Form und Struktur ähnlich sind. Diese werden unter stratosphärischem Druck mit sonnenähnlichem Licht beleuchtet. Die photophoretischen Kräfte werden systematisch untersucht und dokumentiert. Daraus ergeben sich neue Eingabedaten für die Modelle und es ist anzunehmen, daß sowohl die hohe Konzentration in 20 km Höhe als auch die lange Aufenthaltsdauer durch Photophorese erklärt werden kann. Dadurch wird es auch möglich sein den Ozonabbau durch Emissionen aus dem Flugverkehr zu quantifizieren. Die von den Aerosolgeneratoren erzeugten Teilchen werden in Zusammenarbeit mit dem NASA Ames Research Center auf ihre Ähnlichkeit mit stratosphärischen Aerosolen beurteilt und auch bei der Einbindung der Photophorese in die Modelle wird die Zusammenarbeit mit dieser Institution gesucht werden.