Neue Veröffentlichung: Rußkonzentrationen in der Atmosphäre

Wir befinden uns derzeit mitten in der Trockenzeit im zentralen Amazonasbecken, wo sich ATTO befindet. Diese Jahreszeit ist immer durch viele Verbrennungen von Biomasse gekennzeichnet, die teilweise natürlich und teilweise durch menschliche Einwirkung entstehen. Brände erzeugen Aerosole, und die Rußkonzentrationen steigen. Aber die Situation ist nicht jedes Jahr die gleiche.

Unsere Forscher untersuchten die Konzentration der lichtabsorbierenden Aerosolpartikel bei ATTO über einen Zeitraum von 5 Jahren von 2012 bis 2017. Sie fanden heraus, dass die Rußkonzentrationen während des El Niño von 2015-2016 signifikant zunahm. Während dieser Zeit dauerte die Trockenzeit länger als normal, und sowohl natürliche, als auch landwirtschaftliche Brände traten im Vergleich zu anderen Jahren viel häufiger auf. Die Feuer produzieren große Mengen schwarzen und braunen Ruß. Diese können Strahlung absorbieren, was zwei wichtige Effekte hat: Erstens erwärmt sie die Atmosphäre, und zweitens kann weniger Strahlung das Kronendach und den Waldboden erreichen. Dies beeinträchtigt die Primärproduktion des Waldes. Das bedeutet, dass ein klimatischer Wechsel zu wärmeren und trockeneren Bedingungen und möglicherweise stärkeren und häufigeren El Niños in Zukunft den Amazonas-Regenwald beeinträchtigen könnte.

Erstautor Jorge Saturno hat gerade die Studie in Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) Issue 18 veröffentlicht. Sie ist Open Access und damit für jedermann frei zugänglich.

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GRAEGOR Detektoreinheit zur Messung von Spurengasen wie Stickstoff im Laborcontainer. © Robbie Ramsay / University of Edinburgh

Ramsay et al. haben anorganische Spurengase wie Ammoniak und Salpetersäure sowie Aerosole in der Trockenzeit an ATTO gemessen. Sie sollen als Basiswerte für deren Konzentration und Flüsse in der Atmosphäre dienen und sind ein erster Schritt zur Entschlüsselung der Austauschprozesse von anorganischen Spurengasen zwischen dem Amazonas-Regenwald und der Atmosphäre.

Wenn Wälder brennen, erzeugen diese Brände eine Menge Rauch. Und dieser Rauch enthält gewöhnlich Ruß, auch "black carbon" genannt. Rußpartikel sind Aerosole, die Strahlung absorbieren und als solche die Erdatmosphäre und das Klima der Erde erwärmen können. Aber wir müssen noch viel über Aerosole, ihre Eigenschaften und ihre Verteilung in der Atmosphäre lernen. Eine offene Frage ist, wie der Ruß, der bei der Verbrennung von Biomasse in Afrika (d.h. Wälder, Grasland, Savannen usw.) freigesetzt wird, über den Atlantik in das Amazonasbecken transportiert wird und welche Rolle er dort spielt. Bruna Holanda und ihre Koautoren setzten sich in ihrer neuen, in ACP veröffentlichten Studie mit dieser Frage auseinander.

new leaves are often bright green

Was die Saisonalität des Laubwechsels antreibt, verstehen wir immer noch nicht ganz. Aber wir wissen inzwischen, dass dies ein wichtiger Prozess ist, denn er beeinflusst die photosynthetische Kapazität des Waldes. Einfach ausgedrückt, sind junge Blätter effektiver bei der Photosynthese und der Sequestrierung von Kohlenstoff als alte. Das bedeutet, dass Bäume mit vielen alten Blättern weniger produktiv sind als nach dem Laubwechsel.

Figure from Sá et al. (2019)

Wir hören derzeit viel über Feinstaub, vor allem im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung in Innenstädten. Aber was ist mit den Feinstaub im Amazonasgebiet? Nun, die kurze Antwort ist, dass auch in der Luft über dem Amazonasgebiet Feinstaub vorhanden ist. Und obwohl die Konzentrationen niedriger sind als in Großstädten, haben Urbanisierung und Entwaldungsbrände erhebliche Auswirkungen. Herauszufinden, was genau diese Auswirkungen sind, war das Ziel einer neuen Studie von Suzane de Sá und Co-Autoren.

Pfannerstill et al. haben die Emissionen von VOCs an ATTO zwischen einem normalen Jahr und einem Jahr verglichen, das durch einen starken El Nino mit schweren Dürreperioden im Amazonasgebiet gekennzeichnet war. Sie fanden keine großen Unterschiede, außer in der Tageszeit, zu der die Pflanzen die VOCs freisetzen. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Frontiers in Forest and Global Change.

Wu et al. sammelten und analysierten Aerosole an zwei Standorten: in der Stadt Manaus, einem großen städtischen Gebiet in Brasilien, und am ATTO-Standort im Herzen des Waldes. Die Aerosolzusammensetzung variierte stark. An ATTO wurden die meisten Aerosole vom Wald selbst emittiert, während in Manaus die anthropogenen Aerosole sehr häufig waren. Die Ergebnisse wurden in ACP veröffentlicht.