Rauchpartikel in der Atmosphäre: Modellstudien am Beispiel indonesischer Brände

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den indonesischen Vegetations- und Torfmoorfeuern während des stärksten El Niño Ereignisses des 20. Jahrhunderts in den Jahren 1997/1998. Diese haben aufgrund der massiven Rauchbelastung &uumlber Südostasien weltweit starkes öffentliches Aufsehen erregt und zahlreiche Untersuchungen angeregt. Die veröffentlichten Abschätzungen der durch die Feuer in die Atmosphäre freigesetzten Spurenstoffemissionen weisen jedoch erhebliche Differenzen auf. Zudem ist &uumlber die Ausbreitung und Wirkung der Rauchpartikel in der Atmosphäre nur lückenhaft Information verfügbar. In der hier vorgestellten Arbeit werden diese Fragestellungen mit einem gekoppelten regionalen Klima-Chemie-Modell (REMOTE) untersucht. Dazu wurde zunächst ein Inventar der Vegetations- und Torfmoorfeueremissionen Indonesiens f&uumlr 1997/1998 unter Berücksichtigung des Brennmaterials und der verbrannten Fläche in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erstellt, da kein vergleichbar detailliertes Emissionsinventar veröffentlicht und verfügbar war. Mit diesem Emissionsinventar wurden regionale Modellrechnungen zur Ausbreitung der Rauchpartikel in der Atmosphäre über Indonesien durchgeführt und im Vergleich mit Messdatensätzen bewertet. REMOTE kann die beobachteten Partikelkonzentrationen in Feuernähe gut reproduzieren, unterschätzt diese aber weit in Lee der Feuer. Auch die zeitliche Entwicklung des Niederschlags wird mit REMOTE gut erfasst, allerdings mit zu hohen Niederschlagsraten. Die damit verbundene nasse Deposition, die den Hauptverlustprozess der Rauchpartikel aus der Atmosphäre darstellt, wird so &uumlberschätzt und führt zu einer Reduktion der in der Atmosphäre verweilenden Rauchpartikel. Eine Verbesserung der Modellergebnisse bezüglich der atmosphärischen Rauchpartikelkonzentrationen wird durch eine bessere Prognose des Niederschlags sowie bessere Emissionsinventare erwartet. Rauchpartikel können Wolkenkondensationskerne bilden und zu Veränderungen der Wolkeneigenschaften, Strahlungsbilanz und Niederschlagsraten f&uumlhren. In einer ersten regionalen interaktiven Modellsimulation wurde die Niederschlagsbildung in Schichtwolken und in konvektiven Wolken in Abhängigkeit von der berechneten Partikelkonzentration bestimmt. In den rauchbelasteten Gebieten Indonesiens treten durch diese Aerosol-Wolken- Wechselwirkungen sowohl Ereignisse mit Niederschlagsunterdr&uumlckung als auch -verstärkung auf, wobei die Effekte der Niederschlagsunterdrückung überwiegen. Niedrigere konvektive Wolkenobergrenzen sind gekoppelt mit Niederschlagsunterdr&uumlckung und umgekehrt, wobei den mit der Eisphase gekoppelten mikrophysikalischen Prozessen eine besondere Bedeutung zukommt. Die REMOTE Ergebnisse stellen eine mögliche Erklärung f&uumlr die während El Niño Perioden beobachteten Veränderungen der Atmosphäre über Indonesien dar. Der berechnete Gesamtniederschlag über Indonesien zeigt allerdings nur geringfügige Veränderungen