Zusammensetzung polarer stratosphärischer Wolkenteilchen simuliert in einer Aerosolkammer
In einer Aerosolkammer können Teilchenänderungen unter kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis für den Bildungsprozeß polarer stratosphärischer Wolkenteilchen, die für den Ozonabbau wichtig sind. Hierfür wurde ein Aerosolstrahl-Massenspektrometer entwickelt, um die Zusammensetzung der Wolkenteilchen in der Kammer zu messen. Die Teilchen werden von der Umgebungsluft durch eine aerodynamische Linse und ein differentiell gepumptes Vakuumsystem getrennt. Nach anschließendem Verdampfen wird das entstehende Gas massenspektrometrisch untersucht. Das Instrument besitzt eine hohe Empfindlichkeit. Dies ist nötig, um trotz abnehmender Aerosolmenge in der Kammer lange Beobachtungszeiten zu gewährleisten. Die Zusammensetzung der Teilchen wurde für flüssige binäre H2SO4/H2O- und ternäre HNO3/H2SO4/H2O-Teilchen über Tage hinweg gemessen. Währenddessen wurden die Konzentrationen in der Gasphase und die Temperaturen im Bereich von 185 bis 230 K variiert. Durch diese Experimente konnte die Gültigkeit von Modellrechnungen für niedrigere Temperaturen bestätigt werden, als bisher untersucht wurden. Trotz langer Beobachtungszeiten bei Übersättigungen gegenüber festen Hydraten blieben die Teilchen flüssig. Auch bei Eisübersättigungen größer als 1,4 kam es nicht zu Phasenübergängen. Die Bildung fester Teilchen war nur durch die schnelle Zugabe von HNO3- und H2O-Gas möglich. In diesem Experiment wurde die Koexistenz von Eis und Salpetersäuretrihydrat unter Bedingungen der polaren Stratosphäre beobachtet.
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