Neuigkeiten aus dem Projekt

Von Buschfeuern in Afrika gelangen in manchen Zeiten mehr Rußpartikel in den zentralen Amazonasregenwald als von regionalen Bränden.

In einer neuen Studie stellen Luca Mortarini und seine Kollegen einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung der rauen Unterschicht vor, der ein kospektrales Budgetmodell verwendet. Die Originalität des Modells liegt darin, dass es die Mischungsschicht-Analogie zur Parametrisierung der Turbulenzstatistiken nicht berücksichtigt. Darüber hinaus werden sie mit den verschiedenen Skalen des Windgeschwindigkeitsspektrums in Beziehung gesetzt, ohne dass Annahmen über die Eigenschaften der Strömung getroffen werden.

In einer neuen Studie untersuchten Denis Leppla, Thorsten Hoffmann und ihre Kollegen die Pinsäure und ihre chiralen Formen. Pinsäure bildet sich in der Atmosphäre durch SAO-Bildung aus α-Pinenen. Das Team wollte herausfinden, wie die chemischen Reaktionen in der Atmosphäre die Chiralität ihres Produkts Pinsäure beeinflussen.

Das Team um Cybelli Barbosa analysierte und untersuchte die Verteilungsmuster von riesigen Bioaerosolpartikeln im Amazonasgebiet. Dazu untersuchten sie über 500 000 einzelne Partikel aus fünf Jahren und acht intensiven Kampagnen und machten einige spannende Entdeckungen, die nun im npj Climate and Atmospheric Science veröffentlicht wurden.

Bioaerosole beeinflussen die Dynamik der darunter liegenden Biosphäre. In einer neuen Studie haben Sylvia Mota de Oliveira und ihre Kollegen am ATTO-Standort Luftproben in 300 m Höhe über dem Wald gesammelt. Anschließend analysierten sie mittels DNA-Sequenzierung die vorhandenen biologischen Komponenten und fanden heraus, zu welchen Pflanzen- oder Pilzarten sie gehören. Eine der auffälligsten neuen Erkenntnisse ist der starke Kontrast zwischen der Artenzusammensetzung in der nahezu unberührten Atmosphäre des Amazonasgebiets im Vergleich zu städtischen Gebieten.

Eiky Moraes, Cléo Dias-Júnior und ihre Kollegen wollten herausfinden, ob die lokale Topografie an ATTO die atmosphärischen Bewegungen beeinflusst. Insbesondere interessierten sie sich für die Auswirkungen der Topografie auf die Bildung von Schwerewellen. Der Vergleich von zwei Simulationen, eine mit und eine ohne Topografie, ergab einige wichtige Unterschiede in der Dynamik und Chemie der Atmosphäre.

Nur wenn sich die Luft im Inneren der Baumkronen mit der Luft darüber vermischt, kann ein Austausch stattfinden. Die physikalische Bewegung der Luft, ihre Turbulenz, bestimmt, wie gut sich diese beiden Luftschichten, die im Inneren des Kronendachs und die darüber, vermischen. Daniela Cava, Luca Mortarini, Cleo Quaresma und ihre Kollegen wollten mit zwei neuen Studien, die sie an ATTO durchgeführt haben, einige dieser Fragen beantworten. Sie wollten die verschiedenen Regime der atmosphärischen Turbulenz oder Stabilität definieren (Teil 1) und die räumlichen und zeitlichen Skalen der turbulenten Strukturen beschreiben (Teil 2).

Die BVOC-Emissionen im Amazonasgebiet werden seit Jahrzehnten untersucht, aber wir wissen immer noch nicht genau, wann und unter welchen Bedingungen Baumarten oder sogar einzelne Bäume mehr oder weniger Isoprenoide emittieren. Um dieses Problem zu lösen, haben Eliane Gomes Alves und ihre Kollegen die Isoprenoid-Emissionskapazitäten von drei hyperdominanten Baumarten im Amazonasgebiet gemessen.

In einer neuen Studie untersuchten Marco A. Franco und seine Kollegen, wann und unter welchen Bedingungen Aerosole eine für die Wolkenbildung relevante Größe erreichen. Solche Wachstumsereignisse sind im Amazonas-Regenwald relativ selten und folgen ausgeprägten tages- und jahreszeitlichen Zyklen. Die meisten davon finden tagsüber und während der Regenzeit statt. Aber das Team entdeckte auch einige bemerkenswerte Ausnahmen.

Es ist seit langem bekannt, dass Aerosole direkt und indirekt Wolken und Niederschlag beeinflussen. Aber nur sehr wenige Studien haben sich auf das Gegenteil konzentriert: die Frage, wie Wolken die Eigenschaften von Aerosolen verändern. Deshalb haben Luiz Machado und seine Kollegen diesen Prozess an ATTO untersucht. Konkret untersuchten sie, wie Wetterereignisse die Größenverteilung von Aerosolpartikeln beeinflussen.

Moose und Flechten scheinen eine bisher übersehene, aber wichtige Rolle in der Atmosphärenchemie der tropischen Regenwälder zu spielen. Eine neue Studie von Achim Edtbauer und Kollegen zeigt, dass diese Kryptogamen hochreaktive und partikelbildende Verbindungen (BVOC) emittieren, die für die Luftqualität, das Klima und Ökosystemprozesse wichtig sind.

High-quality atmospheric CO2 measurements are sparse across the Amazon rainforest. Yet they are important to better understand the variability of sources and sinks of CO2. And indeed, one of the reasons ATTO was built was to obtain long-term measurements in such a critical region. Santiago Botía and his colleagues now published the first 6 years of continuous, high-precision measurements of atmospheric CO2 at ATTO.

Der Amazonas-Regenwald spielt eine wichtige Rolle im globalen Wasserkreislauf. Biogene Aerosole wie Pollen, Pilze und Sporen beeinflussen wahrscheinlich die Bildung von Wolken und Niederschlägen. Es gibt jedoch viele verschiedene Arten von Bioaerosolen. Die Partikel unterscheiden sich erheblich in Größe, Morphologie, Mischungszustand und Verhalten wie Hygroskopizität (wie stark die Partikel Wasser anziehen) und Stoffwechselaktivität. Daher ist es wahrscheinlich, dass nicht nur die Menge der Bioaerosole den Wasserkreislauf beeinflusst, sondern auch die Arten der vorhandenen Aerosole.

Polari Corrêa und seine Co-Autoren analysierten die atmosphärische Dynamik in und über der Baumkrone während einer bestimmten Nacht an ATTO. Diese Bedingungen änderten sich im Laufe der Nacht. Auf die Turbulenzen folgten die Bildung einer Gravitationswelle und eines Tiefdruckgebiets. Dieser wurde wahrscheinlich durch die Brise vom Fluss Uatumã und das hügelige Gelände verursacht. Die Studie verdeutlicht die komplexen Dynamiken und Mechanismen in der Atmosphäre über einem dichten Wald.

Bioaerosole können als Wolkenkondensations- und Eiskerne wirken und damit die Bildung von Wolken und Niederschlägen beeinflussen. Bislang gibt es jedoch nur wenige Erkenntnisse über die Eiskernbildungsaktivität der einzelnen Bioaerosolgruppen, und atmosphärische Modelle haben bisher nicht zwischen ihnen unterschieden. Patade et al. erstellten eine neue empirische Parametrisierung für fünf Gruppen von Bioaerosolen, die auf der Analyse der Eigenschaften von Bioaerosolen an ATTO basiert: Pilzsporen, Bakterien, Pollen, pflanzlicher/tierischer/viraler Detritus und Algen. Dies ermöglicht es für jedes Wolkenmodell, die Rolle einer einzelnen Gruppe von Bioaerosolen bei der Veränderung der Wolkeneigenschaften und der Niederschlagsbildung zu erfassen.

Eine neue Studie zeigt, dass das Baumwachstum von Nectandra amazonum (Lauraceae) in den zentralamazonischen Überschwemmungsgebieten nicht auf die jährliche Langzeitüberflutung reagiert, sondern auf die Variation der Mindesttemperatur und der Evapotranspiration.

Biogene flüchtige organische Verbindungen entfernen durch chemische Reaktionen OH aus der Atmosphäre, was Prozesse wie die Wolkenbildung beeinflusst. In einer neuen Studie zeigen Pfannerstill et al. die wichtigen Beiträge von bisher nicht berücksichtigten BVOC-Spezies und unterschätzten OVOCs zur gesamten OH-Reaktivität auf.

Der nächste Newsletter ist da! Die Februar-Ausgabe 2021 enthält Zusammenfassungen für viele neue Publikationen, einige Infos zur kommenden virtuellen EGU und viele unserer regelmäßigen Formate.

ATTO ist in der Folge 5 der neuen BBC-Dokumentationsreihe "A Perfect Planet" von David Attenborough zu sehen. Sie wird auch auf Terra X in Deutschland ausgestrahlt.

Obwohl in den Tropen gelegen, erlebt der Amazonas sporadisch Einbrüche von Kältewellen, sogenannte Friagem-Ereignisse. Sie haben einen erheblichen Einfluss auf das Wettergeschehen während der Zeit, in der sie auftreten, und verursachen zum Beispiel einen Temperaturabfall und eine erhöhte Bewölkung. Guilherme Camarinha-Neto und seine Kollegen fanden nun heraus, dass sie auch die Chemie der Atmosphäre beeinflussen.

Der Großteil des globalen Niederschlags wird durch den Prozess der Eisnukleation gebildet, aber wir haben noch große Wissenslücken, was die Verteilung, die jahreszeitlichen Schwankungen und die Quellen der eisnukleierenden Partikel betrifft. Um einige dieser Wissenslücken zu schließen, erstellten Jann Schrod und seine Co-Autoren eine Aufzeichnung von Langzeitmessungen von INPs. Sie sammelten fast zwei Jahre lang Daten an vier verschiedenen Standorten. Einer dieser Standorte war ATTO.

Felipe Souza, Price Mathai and their co-authors published a new study analyzing the diverse bacterial population in the Amazonian atmosphere. The composition varied mainly with seasonal changes in temperature, relative humidity, and precipitation. On the other hand, they did not detect significant differences between the ground and canopy levels. They also identified bacterial species that participate in the nitrogen cycle.

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.

Ruß und andere Aerosole aus der Verbrennung von Biomasse können das regionale und globale Wetter und Klima beeinflussen. Lixia Liu und ihre Kollegen untersuchten, wie sich dies auf das Amazonasbecken während der Trockenzeit auswirkt. Obwohl es viele verschiedene Wechselwirkungen zwischen Aerosolen aus der Biomasseverbrennung und dem Klima gibt, fanden sie heraus, dass sie insgesamt zu weniger und schwächeren Regenereignissen im Amazonasregenwald führen.

Eine neue Studie von Löbs et al. in Biogeosciences dokumentiert die mikroklimatischen Bedingungen für tropische Moose als Grundlage für Studien über ihre allgemeine Bedeutung für den biogeochemischen Kreislauf. Sie fanden heraus, dass Wasser und Licht insgesamt die wichtigsten Voraussetzungen für sie sind, um photosynthetisch aktiv zu werden. Allerdings bestimmt ihr Lebensraum, welches der beiden Elemente die größere Rolle spielt.

Der Newsletter September 2020 enthält neue Publikationen, Informationen darüber, wie wir Ihnen helfen, Ihre Arbeit zu bewerben, Team-Updates und mehr.

Nora Zannoni und ihre Kollegen haben die BVOC-Emissionen am ATTO-Turm in verschiedenen Höhen gemessen. Konkret betrachteten sie ein bestimmtes BVOC namens α-pinene. Sie stellten fest, dass die chiralen BOVs an ATTO weder gleich häufig vorkommen noch das Verhältnis der beiden Formen über die Zeit, die Jahreszeit oder die Höhe konstant ist. Überraschenderweise entdeckten sie auch, dass Termiten eine bisher unbekannte Quelle für BVOCs sein könnten.

Chamecki und seine Koautoren analysierten, ob die sanfte Topographie unterhalb des Amazonas-Regenwaldes die atmosphärischen Turbulenzen beeinflusst. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie Open Access im Journal of the Atmospheric Science.

In diesem Jahr feiern wir den Jahrestag von zwei Meilensteinen von ATTO. Unser hoher Turm feiert morgen seinen fünften Geburtstag. Am 15. August 2015 wurde er offiziell eingeweiht. Die Messungen an der Station begannen jedoch bereits im August 2010 an zwei kleineren Türmen. Seitdem ist das Observatorium kontinuierlich gewachsen. Inzwischen beteiligen sich weltweit mehr als 200 Wissenschaftler an diesem interdisziplinären Projekt zur Klimaforschung im Amazonasgebiet.

Zwei lokale Aktivistinnen aus Amazonien, Natalina do Carmo und Milena Raquel Tupinambá, besuchten ATTO im vergangenen Jahr. Die brasilianische Filmemacherin Barbara Marcel begleitete sie, um den Austausch zwischen den Wissenschaftlern, die den Wald untersuchen, und den Gemeinden, die den Wald ihr Zuhause nennen, festzuhalten. Was sie in der Videoinstallation "Ciné-Cipó - Cine Liana" entdeckt hat, können Sie jetzt in der virtuellen Ausstellung "Kritische Zonen - Observatorien für irdische Politik" des ZKM (Zentrum für Kunst und Medien) Karlsruhe sehen.

Kürzlich erwähnten wir, dass ertrunkene Bäume entlang des Uatumã-Flusses wahrscheinlich die Ursache für die bei ATTO gemessenen erhöhten Methanemissionen sind. Nun untersuchten Angélica Resende und ihre Koautoren, wie sich Veränderungen im Überflutungsregime auf die Baumsterblichkeit in Überschwemmungsgebieten auswirken. Sie verglichen zwei Standorte im Amazonasbecken. Entlang des Jaú-Flusses ist die Umwelt in den Überschwemmungsgebieten noch weitgehend ungestört. Entlang des Uatumã bei ATTO hingegen hat sich das Überflutungsregime durch den Bau des Wasserkraftwerks Balbina weiter flussaufwärts verändert.

Santiago Botía und seine Koautoren analysierten bei ATTO Methan in der Atmosphäre. Über einen Zeitraum von fünf Jahren maßen sie das Methan zusammen mit anderen Eigenschaften wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung und die Schichtung der Atmosphäre. Sie bemerkten häufige Pulse von Methanemissionen während der Nacht, aber nur unter bestimmten Bedingungen. Überraschenderweise traten diese nächtlichen Ereignisse vor allem in den Monaten Juli bis September auf - der Trockenzeit im Amazonasgebiet. Botía et al. veröffentlichten die Studie Open Access in Atmospheric Chemistry and Physics, Issue 20: Understanding nighttime methane signals at the Amazon Tall Tower Observatory (ATTO).

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.

Forscher werden bis auf weiteres nicht zur ATTO reisen, um Proben zu sammeln oder Messungen durchzuführen. Vorerst wird sich ein kleines Kernteam weiterhin um unsere langfristigen Messungen kümmern.

Vielleicht haben Sie schon bemerkt, dass die Startseite unserer Website vor kurzem ein neues Aussehen bekommen hat. Der Grund dafür ist, dass wir neben den Projektnachrichten jetzt auch einen Blog haben! Er heißt "Stimmen aus dem Amazonas", und hier hören Sie direkt von unserem ATTO-Team. Sie finden den Blog direkt unter der "Neuigkeiten" auf der Startseite.

Die Emissionen von Pilzsporen sind ein wichtiger Bestandteil biogener Aerosole, aber wir haben bislang noch nicht verstanden, unter welchen Bedingungen Pilze ihre Sporen freisetzen. Nina Löbs und Co-Autoren entwickelten eine neue Technik zur Messung der Emissionen von einzelnen Organismen und testeten dies an ATTO und mit kontrollierten Laborexperimenten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Open-Access-Zeitschrift Atmospheric Measurement Techniques.

Konvektive Stürme treten häufig in den Tropen auf und haben das Potenzial, den unteren Teil der Atmosphäre zu stören. Sie könnten sogar den Austausch von Spurengasen aus dem Kronendach in die darüber liegende Atmosphäre verbessern. Um diese Prozesse besser zu verstehen, nutzten Maurício Oliveira und Co-Autoren die Infrastruktur der ATTO, um die Winde dieser Stürme während der Nacht zu untersuchen. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in einem neuen Artikel in der Open-Access-Zeitschrift Atmospheric Chemistry and Physics.

Der vierte Newsletter ist da! Holen Sie sich die neuesten Updates aus dem ATTO-Projekt, wie z. B. neue Publikationen, bevorstehende Konferenzen und eine Medienübersicht.

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.

Der ATTO Newsletter Nr. 3 ist da! Es enthält Ankündigungen zum ATTO-Workshop, eine neue Vortragsreihe für ATTO-Wissenschaftler am INPA und eine Übersicht über neue Publikationen. Auch die “Meet the team”-Serie ist wieder da, größer und besser, jetzt mit Projektveteranen und Neulingen!

Christopher Pöhlker und Co-Autoren veröffentlichten einen umfangreichen neuen Artikel, der die Footprint-Region von ATTO beschreibt. Sie hoffen, dass Kollegen aus dem Amazonasgebiet diese Publikation als Ressource und Nachschlagewerk nutzen können, um ATTO-Beobachtungen in einen größeren Kontext der Abholzung des Amazonas und der Landnutzungsänderung einzubetten. Pöhlker et al. veröffentlichten die Arbeit Open Access in Atmospheric Chemistry and Physics, Volume 19.

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.

Felipe Souza und Co-Autoren sammelten nun Bioaerosole an ATTO. Dann extrahierten und analysierten sie die DNA, um die vorhandenen Gemeinschaften zu bestimmen. Dies ist die erste Studie, die die Gemeinschaft der Mikroorganismen in Aerosolen im Amazonasgebiet beschreibt. Sie fanden viele verschiedene Arten von Bakterien und Pilzen. Einige waren kosmopolitische Arten, die auf der ganzen Welt zu finden sind. Aber sie identifizierten auch viele, die für bestimmte Umgebungen wie Boden oder Wasser spezifisch sind. Dies deutet darauf hin, dass die Atmosphäre als wichtiges Mittel für den Bakterienaustausch zwischen Pflanzen, Boden und Wasser dienen kann.

Der zweite ATTO-Newsletter ist jetzt erschienen. Er enthält neue Teammitglieder, die große ATTO-Präsenz auf der EGU 2019, Infrastruktur-Updates am Standort und mehr.

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.

ATTO hat gerade seinen allerersten Newsletter veröffentlicht! Viermal im Jahr wird er Sie über neue Publikationen, anstehende Konferenzen und vieles mehr auf dem Laufenden halten. Diese Ausgabe enthält einen Überblick über neue Publikationen, einen Rückblick auf den letzten ATTO-Workshop und Informationen über Infrastruktur-Updates bei ATTO.

Aquino et al. veröffentlichten in der Fachzeitschrift Agricultural and Forest Meteorology eine neue Studie über die Eigenschaften der Turbulenz im Kronendach des Waldes an zwei Standorten im Amazonasgebiet. Sie fanden heraus, dass die bodennahe Luftschicht weitgehend von der Luftschicht im oberen Kronendach und darüber entkoppelt ist.

Saturno et al. analysierten die Konzentration von schwarzem und braunem Kohlenstoff in der Atmosphäre über dem Amazonas. Sie fanden heraus, dass die Trockenzeit von vielen Biomasse-Verbrennungen geprägt ist, die viel schwarzen und braunen Kohlenstoff produzieren. Aber sie stellten auch signifikante Schwankungen von Jahr zu Jahr fest. Die Ergebnisse wurden in ACP veröffentlicht.

Mira Pöhlker und ihr Team haben am 80-Meter-Turm an ATTO kontinuierlich Aerosole und deren Eigenschaften in der Atmosphäre gemessen und damit die erste derartige Langzeitaufzeichnung im Amazonasgebiet geschaffen. Sie analysierten die Daten in zwei aufeinander folgenden Publikationen. Die zweite wurde nun in ACP veröffentlicht.

Saturno et al. nutzten den Ausbruch von zwei Vulkanen im Kongo, um den Transport von Sulfatpartikeln aus Zentralafrika in das Amazonasbecken zu verfolgen. Sie verwenden dies als Fallstudie, um zu verstehen, wie Gas- und Partikelemissionen aus Afrika über den Atlantischen Ozean transportiert werden. Die Ergebnisse sind in ACP veröffentlicht.