Aerosol mass spectrometry - upper tropospheric formation of aerosol particles and cloud condensation nuclei (AEROMAS-UFA) Final report

The impact of aerosols on clouds and climate is still insufficiently known. Therefore, the project aimed at investigating aerosols in the upper troposphere, especially the aerosol formation by ion-induced nucleation. This requires to characterize as completely as possible aerosol particles and their gaseous precursors, and was accomplished by aircraft-borne simultaneous measurements with a high temporal resolution of aerosol precursor gases, ions and microclusters, together with aerosol parameters. Using an ion mass spectrometer with a large mass range (LIOMAS), developed in the framework of the present project, we repeatedly observed strong growth of positive ions, partly up to 2500 amu, in cloud-free air masses of the upper troposphere, tropopause, and lower stratosphere (by convective uplift tropospherically influenced air masses). All these air masses had relative humidities above 20%, and high concentrations of CO, acetone, and methanol indicated considerable pollution. At the same time, the total ion concentration was measured with a newly developed electrostatic probe (ESP) mounted on the outside of the aircraft. (orig.)Die Wirkung des Aerosols auf Wolken und Klima sind noch immer nur unzureichend bekannt. Das Vorhaben zielte daher auf die Erforschung des Aerosols in der oberen Troposhaere, insbesondere der Aerosolbildung durch ioneninduzierte Nukleation. Dazu ist eine moeglichst vollstaendige Charakterisierung von Aerosolpartikeln und deren gasfoermigen Vorlaeufern erforderlich, was durch flugzeuggetragene simultane Messungen mit hoher zeitlicher Aufloesung von Aerosolvorlaeufergasen, Ionen und Mikroclustern sowie Aerosolparametern erreicht wurde. Mit einem im Rahmen des Vorhabens weiterentwickelten Ionen-Massenspektrometrie mit grossem Massenbereich (LIOMAS) wurde in wolkenfreien Luftmassen der oberen Troposphaere, Tropopause und unteren Stratosphaere (durch konvektive Hebung troposphaerisch beeinflusste Luftmassen) wiederholt starkes Wachstum positiver Ionen, teilweise bis ueber 2500 amu, beobachtet. In allen Faellen lag die relative Feuchte ueber 20%, und hohe Konzentrationen von CO, Aceton und Methanol zeigten deutliche Verschmutzung an. Mit einer als Aussenlast am Flugzeug neu entwickelten elektrostatischen Sonde (ESP) wurde gleichzeitig die Gesamtionenkonzentration gemessen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: DtF QN1(96,45) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman