Die Campusführungen am KIT Campus Nord wurden überarbeitet und haben ein modernes Buchungssystem bekommen. Neben einem allgemeinen Vortrag zu den Forschungsschwerpunkten am KIT und der Geländerundfahrt können wissenschaftliche und technische Einrichtungen besucht werden. Dort vermitteln nun die Mitarbeitenden selbst Einblicke in die Anlage und die täglichen Aufgaben und Fragestellungen.
AIDA ist ein buchbares Führungspaket und kann mittwochs zwischen 09:30Uhr und 11:00Uhr bzw. donnerstags zwischen 12:30Uhr und 14:00Uhr besichtigt werden.
Der internationale Exzellenzvortrag von Daniel Cziczo am 29. November 2023 mit dem Titel
Verbesserung unseres Verständnisses der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre der Erde durch die Kombination von Flugzeug- und Laborstudien
ist jetzt online verfügbar. In seinem Vortrag gibt Daniel Cziczo einen Überblick darüber, wie Flugzeugmessungen und Laborstudien genutzt wurden und weiterhin genutzt werden, um die Chemie der Atmosphäre, den Niederschlag und unser Klima besser zu verstehen.
zum Vortrag
In einem gemeinsamen Projekt der Universitäten München (LMU, TU), Harvard und KIT wird die Luftqualität in München umfassend untersucht. Ziel des Projekts ist es, die Prozesse der Luftverschmutzung zu verstehen und die Luftqualität langfristig zu verbessern.
Zu diesem Zweck wurden im August 2023 erste Messungen mit einem stadtweiten Sensornetz, mobilen Beobachtungen, Fernerkundungsmethoden und chemischen Analysen von Aerosolpartikeln und Spurengasen durchgeführt. Das KIT trägt dazu u.a. Referenzmessungen mit Massenspektrometern und einem Aerosol-Lidar bei. Die Ergebnisse werden nun mit Modellen verknüpft, um Strategien zur Verbesserung der Luftqualität ableiten zu können.
Dr. Daniel Cziczo wurde zum KIT International Excellence Fellow ernannt und hat Anfang Oktober seinen Aufenthalt am IMK-AAF angetreten. Das IMK-AAF und Daniel Cziczo verbindet eine jahrelange exzellente gemeinsame Forschung sowohl im Labor als auch im Feld. Während seines Besuchs werden wir an neuen Instrumentenentwicklungen arbeiten und AIDA Kampagnen durchführen, um die Instrumente zu validieren und die jüngsten Flugzeugbeobachtungen von Cziczo und seinem Team zu überprüfen.
Wir fühlen uns geehrt und freuen uns, Dan bei uns zu haben und freuen uns auf unsere Zusammenarbeit
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Im Juni und Juli 2023 messen wir auf dem Feldberg (1493 m ü. M.) die Anzahl, Größe, Zusammensetzung und Eiskeimbildungsfähigkeit von Aerosolpartikeln. Im Rahmen der Swabian MOSES-Messkampagne untersuchen wir insbesondere die Rolle von Aerosolen bei Extremwetterereignissen.
Im Juli und August 2023 misst unsere Wolkenkammer PINE (Portable Ice Nucleation Experiment) Eiskeime (INP; Ice Nucleating Paticle) auf der Hochalpinen Forschungsstation Jungfraujoch, parallel zu dem von der ETH Zürich betriebenen Messgerät HINC-auto (automated Horizontal Ice Nucleation Chamber). Dies ist eine erste Kampagne zur Validierung von INP-Instrumenten, die im Rahmen des ACTRIS Cloud In Situ-Netzwerks eingesetzt werden.
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Unter dem Motto sicher.sauber.nutzen veranstaltet das KIT Zentrum Klima und Umwelt vom 03. bis 08. Juli 2023 die Wissenswoche Umwelt & Ressourcen in der Triangel, Karlsruher und beleuchtet Themen zu Boden, Wasser, Untergrund und Luft.
Am "Family & Friends Day" kann mit dem Modell der Atmosphärensimulationskammer AIDA eine Wolke erzeugt und so die Rolle von Aerosolen und Feinstaub auf Wolkenbildung und Klima erforscht werden.
Kürzlich feierte die AIDA Atmosphärensimulationskammer ihr 25-jähriges Bestehen. Zum Jubiläum haben wir in Zusammenarbeit mit dem KIT Zentrum für Mediales Lernen (ZML) einen virtuellen Rundgang des AIDA Labor produziert.
Erkunden Sie die weltweit einzigartige AIDA Atmosphärensimulationskammer virtuell, werfen Sie einen Blick in die Kammer und erfahren Sie bei Ihrem Rundgang mehr über verschieden Messinstrumente und Methoden im Arbeitsalltag unserer Wissenschaftler.
zum Rundgang
Die Europäische Kommission hat der ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure) Forschungsinfrastruktur ihren ERIC- Status verliehen.
Das IMK-AAF übernimmt in ACTRIS die Leitung des thematischen Zentrum "Cloud in-situ" für die direkte Messung von wolkenprozessen, zusammen mit Kollegen vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig und vom Sonnblick Observatorium (Geopshere Austria), Wien.
Wir beteiligen uns an dem Langzeitprojekt von Naruki Hiranuma (WTAMU) am italienischen Gruvebadet Atmospheric Observatory mit unserer PINE-Kammer zur Untersuchung der Population von Eiskeimen (ice-nucleating particles, INP) in der Hocharktis. Die Hocharktis ist die sich am schnellsten verändernde Umwelt auf der Erde aufgrund der arktischen Verstärkung. Das Schmelzen des Meereises und das Auftauen des Permafrostes beeinflussen die Aerosolpopulation und damit das Klima und das Wetter.
Der Österreichische Wissenschaftsfonds (FWF) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) haben die Finanzierung eines bilateralen österreichisch-deutschen Forschungsprojekts "Ice-nucleation activity of alkali feldspar in aerosol" (ICEFELD) bewilligt. Dieses hochgradig interdisziplinäre Projekt, das Geomaterialien, atmosphärische Eisbildungsforschung und Computerphysik verbindet, wird in Zusammenarbeit zwischen der Forschungsgruppe Wolkenmikrophysik am IMK-AAF und der Universität Wien durchgeführt.
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Ein dreijähriges wissenschaftliches Programm, IMPACTS, geht in die letzte Phase, um die Schneefallvorhersage zu verbessern. Moderne Fernerkundungs- und In-situ-Instrumente werden die Ostküste der USA überfliegen, um wichtige Prozesse zu ermitteln und die Vorhersage zu verbessern. Die Studie zielt darauf ab, das Verständnis für die Bildung von Schneebändern und die mikrophysikalischen Eigenschaften von Schneepartikeln zu verbessern und damit die Vorhersage und die öffentliche Sicherheit zu erhöhen.
Die atmosphärische Simulationskammer AIDA (Aerosol Interaction and Dynamics in the Atmosphere) wurde zwischen 1995 und 1997 am KIT gebaut. Sie ist seit 25 Jahren in Betrieb und dient der Untersuchung einer Vielzahl von Spurengas-, Aerosol- und Wolkenprozessen, die für die Umwelt, die Wettersysteme und das globale Klima von Bedeutung sind.
Während unserer dritten Teilnahme am Pallas-Wolkenexperiment (PACE) setzen wir unsere Skywalker-Drohnen ein, um Eiskeime (INPs) in bis zu 2 km Höhe zu beproben, mit dem Ziel, den Unterschied zwischen bodengestützten und wolkenbasierten INP-Messungen besser zu verstehen. Die mobile Wolkenkammer PINE (Portable Ice Nucleation Experiment) wurde als Referenzmaßnahme am Pallas-Standort installiert und wird die INP-Konzentrationen über den Winter weiter beobachten.
Auf einem Hügel mit Blick über Karlsruhe werden Luftqualität und Transport von Aerosolpartikeln und Spurengasen charakterisiert. Ein scannening aerosol lidar misst die Verteilung von Aerosolpartikeln während die Zusammensetzung von Spurengasen und Partikeln mit Massenspektrometern bestimmt wird. Für eine Sommerperiode mit Hitzewellen werden sowohl nahe gelegene lokale Emissionsquellen als auch der regionale Schadstofftransport in die Stadt ermittelt.
Die Auswirkungen von ultrafeinen Partikeln, den kleinsten Bestandteilen von Feinstaub, auf die Luftqualität, atmosphärische Prozesse, das Klima und die menschliche Gesundheit wurden auf dem 8. EFCA-Symposium über ultrafeine Partikel erörtert. Es spiegelte die neuesten wissenschaftlichen Fortschritte auf diesem Gebiet wieder und soll zum Dialog mit politischen Entscheidungsträgern in Europa beitragen. Das Symposium fand am 5. und 6. Juli in Brüssel, Belgien, statt. Es wurde gemeinsam von KIT, GUS, CEES und EFCA organisiert und vom Leiter des IMK-AAF, Prof. Thomas Leisner, geleitet.
Das starke Saharastaub-Ereignis über Europa erreichte unsere Messstandorte an der Helmos Hellenic Atmospheric Aerosol and Climate Station (HAC2) in Griechenland und dem Sonnblick Observatory (SBO) in Österreich. Das Instrument PINE (Portable Ice Nucleation Experiment), das an beiden Stationen kontinuierlich betrieben wird, hat bei Ankunft des Staubs am 15. März an der SBO und am 16. März an der HAC2 einen starken Anstieg der Konzentration der eisnukleierenden Partikel (INP) gemessen.
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Seit dem 1. Dezember 2021 ist Dr. Mohit Singh am IMK-AAF tätig, nachdem er das renommierte Alexander von Humboldt (AvH) Postdoktorandenstipendium erhalten hat. Das Forschungsprojekt von Dr. Mohit Singh widmet sich der direkten Beobachtung der Eisvermehrung in elektrodynamischen Fallen und wird unser Verständnis des Mechanismus der Tröpfchenzersplitterung, der als einer der wichtigsten Wege für die schnelle Vereisung von Mischphasenwolken gilt, erheblich verbessern.
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Im Oktober 2021 begann Dr. Stephanie Jones am IMK-AAF, nachdem sie erfolgreich eine DFG-Förderung für ihre eigene Stelle eingeworben hatte. Ihre Forschung wird die Umwandlung von braunem Kohlenstoff-Aerosol mit Hilfe von Einzeltropfenschwebetechniken und Wolkenkammerexperimenten untersuchen.
Seit Oktober 2021 misst PINE die Konzentrationen eisbildender Partikel in den Rocky Mountains. Mit einer Höhe von 3200 m über dem Meeresspiegel bietet der Standort häufig frei-troposphärische Probenahmebedingungen in einer atmosphärischen Schicht, in der Mischwolken auftreten.
Das AIDArct-Experiment wird die arktischen atmosphärischen Bedingungen in der AIDA-Kammer reproduzieren, um die Auswirkungen des atmosphärischen Transports auf die Absorption und Hygroskopizität von schwarzen Kohlenstoffpartikeln zu parametrisieren.
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Das IMK-AAF beteiligte sich an Feldexperimenten in Island, um die mineralische Zusammensetzung von isländischem Staub und seine Auswirkungen auf das Klima zu untersuchen. In der Wüste von Dyngjusandur/Island wurde Staub aus der Luft für Experimente zur Eisbildung gesammelt.
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ECONOS 2020/2021, die Jahrestagung, die verschiedenen Themen im Bereich der nichtlinearen optischen Spektroskopie gewidmet ist, wird von der Abteilung Atmosphärische Oberflächenforschung (A.S.S) am IMK-AAF ausgerichtet und findet vom 26. bis 29. September 2021 in Karlsruhe statt.
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Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert den Aufbau der neuen Forschungsinfrastruktur ACTRIS-D. Das KIT erhält rund 14 Millionen Euro, um neue Messeinrichtungen für die Wolkenforschung aufzubauen, bestehende Infrastrukturen deutlich zu erweitern und mit modernster Messtechnik auszustatten.
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Das CORAERO-Konsortium wird die Verbreitung von SARS-CoV-2 und anderer Viren via Bio-Aerosol untersuchen mit dem Ziel, neue Technologien zum Nachweis von Viren und zur Verhinderung ihre Ausbreitung zu entwickeln.
Ende April 2021 startete die mobile Wolkenkammer PINE eine zweimonatige Periode kontinuierlicher Messungen von eisnukleierender Partikeln (INPs) am Nationalen Atmosphärenobservatorium Košetice in der Tschechischen Republik.
Viele Wissenschaftler aus aller Welt haben die Möglichkeit genutzt, virtuell auf die AIDA-Anlage zuzugreifen, um in enger Zusammenarbeit mit dem lokalen Team Messkampagnen durchzuführen. Diese Aktivitäten werden durch die EU-Projekte EUROCHAMP2020 und ATMO-ACCESS unterstützt und ermöglichen die Nutzung der Anlage auch dann, wenn eine Reise nicht möglich ist.
In gefrierenden Wolkentropfen steigt der Innendruck an, bis die Eisschale springt. Diese Sprünge wiederholen sich mehrfach und sind eine Quelle für sehr kleine Eissplitter, die weitere Wolkentropfen zum Gefrieren bringen können. Mit Hilfe der Thermografie wurden in Tröpfchen Drücke von bis zu 170 bar detektiert.
KIT-Wissenschaftler untersuchen die Entwicklung von Saharastaubwolken in der Nähe von Karlsruhe in der Atmosphäre und am Boden mit dem Ziel, deren Eigenschaften zu bestimmen und Vorhersagemodelle zu validieren.
Eine Open-Access-Datenbank bietet Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit Informationen zu einzelnen atmosphärischen Eiskristallen, die mit Forschungsflugzeugen in ihrer natürlichen Umgebung eingefangen wurden.
Forschende des KIT übernehmen Aufbau und Leitung des thematischen Zentrums CIS für die Direktmessung von Wolkenprozessen – Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS
Die erste Studie über den Betrieb und die Operation unserer neuen mobilen Eisnukleationskammer PINE wird zur Veröffentlichung in der Zeitschrift "Atmospheric Measurement Techniques" angenommen.
ATMO-ACCESS ist ein neues Infrastrukturprojekt, das von der Europäischen Kommission nach Beantragung des INFRAIA-03-2020 Projektes finanziert wird. Das Projekt wird ein neues Konzept für den Zugang zu atmosphärischen Forschungsinfrastrukturen entwickeln. Unter diesen Infrastrukturen ist auch die AIDA Wolkensimulationskammer des KIT.
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Mit Wirkung zum 1. Oktober 2020 hat der KIT-Vorstand den pensionierten ehemaligen Leiter des KIT-Bereichs IV, Dr.-Ing. Karl-Friedrich Ziegahn, zum Distinguished Senior Fellow des KIT ernannt.
Dr. Ziegahn hat das IMK-AAF zu seinem gastgebenden Institut gewählt. Wir gratulieren ihm zu dieser Auszeichnung und fühlen uns geehrt, ihn als Mitglied des Instituts begrüßen zu dürfen. Mit seiner Expertise und seinem Netzwerk wird er eine wertvolle Bereicherung für unsere zukünftige Entwicklung sein.
Das KIT-Exzellenzhochschulprojekt "Forschungsinfrastruktur in der forschungsorientierten Lehre" (RI-RO) unterstützt die Integration der großen KIT-Forschungsinfrastrukturen in die Lehre.
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Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung im Betrieb der AIDA-Anlage als Wolkensimulationskammer haben wir die neue dynamische Wolkenkammer AIDAd entwickelt und in Betrieb genommen.
Im August 2020 erhielt Dr. Abdelmonem von der DFG zum dritten Mal in Folge seine prestigeträchtige "Eigene Stelle"-Förderung. Das Projekt wird die Chemie atmosphärischer Oberflächen auf molekularer Ebene mit Hilfe der NLO-Spektroskopie untersuchen. Projektbeginn: 01.01.2021
Am 18. und 19. November 2019 trafen sich bereits zum 6. Mal Wissenschaftler aus verschiedenen Forschungsbereichen zum Thema Mineralstaub.
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Das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung hat beschlossen, ACTRIS-D als eine von drei Infrastrukturen, die kürzlich für die Nationale Roadmap zur Einrichtung von Forschungsinfrastrukturen ausgewählt wurden, substanziell zu unterstützen.
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Eine erste Messkampagne zu MOSES-Hitzewellen fand im Juli 2018 in der Nähe von Jülich statt, um Bodenfeuchte, Boden-Atmosphären-Austauschprozesse und die Verteilung atmosphärischer Aerosolpartikel zu untersuchen.
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Forschungsgruppen aus La Paz, Stockholm, Helsinki, Innsbruck, Granada, Leipzig und Karlsruhe kombinieren ihre Instrumente, um das Aerosol an der GAW-Station Chacaltaya in Bolivien von November 2017 bis Juni 2018 zu charakterisieren.
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Die Aerosol-Wolken-Interaktion ist ein erster Schwerpunkt einer Feldkampagne an der Station SMEAR-II in Hyytiälä, Finnland.
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Das IMK-AAF beteiligt sich an der MARCUS-Feldkampagne, indem es biologische Aerosole mit dem Instrument WIBS4 überwacht.
Das IMK-AAF nimmt an der SOKRATES-Feldkampagne in Tasmanien, Australien, teil und führt mit der PHIPS-Sonde wolkenmikrophysikalische Messungen durch.
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Im September 2017 beginnt Dr. Nsikanabasi Umo mit seinem angesehenen Alexander von Humboldt (AvH) Postdoktoranden-Forschungsstipendium seine Arbeit am IMK-AAF.
Im Juli und August 2017 beteiligten wir uns an einem gemeinsamen Forschungsprojekt über die dreidimensionale Beobachtung atmosphärischer Prozesse in Städten (3DO).
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Am 22. Mai 1997 feierte unser Institut die offizielle Eröffnung der neuen Aerosol- und Wolkenkammeranlage AIDA. Nach etwa zwei Jahren Bauzeit und ersten technischen Experimenten startete am 11. Mai 1997 die erste wissenschaftliche Kampagne zur Untersuchung der heterogenen Chemie von Rußaerosolen. Seither wurden jedes Jahr 5 bis 10 Kampagnen durchgeführt, die Themen wie Spurengaschemie, heterogene Chemie, Aerosolbildung, optische Eigenschaften von Aerosolen, polare stratosphärische Wolkenbildung sowie Bildung, Wachstum, Morphologie und Strahlungseigenschaften von Eiskristallen in troposphärischen Wolken abdeckten. Die Aerosol-Wolkenforschung mit AIDA ist auch das Thema eines aktuellen KIT-Podcasts. Wir sind allen unseren nationalen und internationalen Kooperationspartnern dankbar, die zu vielen der AIDA-Kampagnen beigetragen haben und immer noch beitragen.
Die erste experimentelle Bestimmung von HDO/H2O-Isotopenfraktionsfaktoren für die Eisablagerung in simulierten Zirruswolken für Temperaturen zwischen 190-233 K konnte in der AIDA-Aerosol- und Wolkenkammer detektiert werden (Lamb et al., PNAS 2017). In Zusammenarbeit zwischen der Universität Chicago, der PTB und dem KIT wurden einzigartige Messtechniken für Wasserisotope entwickelt und für spezielle Zirruswolken-Simulationsexperimente angewandt. Eine detaillierte Modellanalyse einschließlich der Kammerwandeffekte ergab Gleichgewichtsfraktionierungsfaktoren und kinetische Isotopeneffekte mit einer schwächeren Temperaturabhängigkeit als Extrapolationen früherer Arbeiten vermuten ließen. Diese Ergebnisse sind grundlegend für die Ableitung von Prozessen auf der Erde und anderen Planeten aus Wasserisotopenmessungen.
Während der INUIT-CLACE-Kampagne im Januar und Februar 2017 arbeiten internationale Teams an der Forschungsstation Jungfraujoch (3571 m, Schweiz) zusammen, um Aerosol-Wolken-Prozesse und Wolkenmikrophysik im Mischphasen-Wolkenregime zu untersuchen. Das KIT steuert Einzelpartikel-Massenspektrometermessungen von Aerosolpartikeln und Eisresiduen in Wolken sowie Messungen von INP-Konzentrationen (Ice Nucleating Particle) bei, indem es Aerosolfilterproben für eine spätere Offline-INP-Analyse mit einer Immersionsgefriermethode entnimmt.
Zwischen Dezember 2016 und 2020 investiert die EU ~9 Mio. € in die weitere Integration von 16 Simulationskammern und 4 Kalibrierungseinrichtungen. Dazu gehört die Aerosol- und Wolkenkammeranlage AIDA des KIT. Der länderübergreifende Zugang zu diesen Einrichtungen wird erheblich unterstützt. Für Einzelheiten wenden Sie sich bitte an uns oder besuchen Sie:www.eurochamp.org.
Wissenschaftlern des IMK-AAF ist es in Zusammenarbeit mit Forschern des KIT-Labors für Elektronenmikroskopie (LEM) und des University College London (UCL) gelungen, einzigartigen Merkmale auf K-Feldspat zu identifizieren, die für seine hohe Effizienz bei der Eiskeimbildung verantwortlich sind. Wie in der Zeitschrift Science (DOI: 10.1126/science.aai8034) berichtet, kombinierten sie elektronenmikroskopische Beobachtungen mit molekularer Modellierung, um zum ersten Mal die atomare Beschaffenheit dieses wichtigen anorganischen Eisbildungspartikels zu bestimmen. Sie zeigten, dass Eis auf den spezifischen Kristallflächen mit (100)-Orientierung zu wachsen beginnt, die nur an Defekten (Stufen, Risse und Spalten) auf der Oberfläche von Feldspatpartikeln auftreten.
Die KIT-eigene Entwicklung PHIPS-HALO wurde als einziges nicht US-amerikanisches Instrument ausgewählt, um an der von der NSF finanzierten FLugzeugkampagne ARISTO teilzunehmen, die in Colorado, USA, stattfindet. ARISTO ist eine einzigartige Plattform zur Erprobung innovativer und neuartiger Technologien auf dem Gebiet der Atmosphärenforschung. Die diesjährige Plattform, die C-130, ist bekannt für ihre Fähigkeit, Forschungsflüge unter rauen Bedingungen durchzuführen. Der erste Flug der Kampagne wurde zur Bekämpfung der anhaltenden Waldbrände in der Gegend der Rocky Mountains durchgeführt. Der Flug war ein Erfolg für alle Instrumente und insbesondere für das KIT PHIPS-HALO.
Sie erhielt die Auszeichnung für ihre Masterarbeit zum Thema "Einfluss der Zusammensetzung von Biodieselkraftstoff auf die Morphologie und Mikrostruktur von Partikeln, die von Dieselmotoren emittiert werden". Ihre Ergebnisse werden voraussichtlich für die Entwicklung von Nachbehandlungseinrichtungen und das Verständnis des atmosphärischen Verhaltens von Rußpartikeln sowie deren gesundheitliche Auswirkungen nützlich sein (http://www.umweltstiftung-karlsruhe.de/sparkassen-umwelt-preis).
Die Ergebnisse der AeroTram mit unerwartet hohen jahresgemittelten Partikelanzahlkonzentrationen in der Nähe von Leopoldshafen werden in einer gemeinsamen Anstrengung von IMK-TRO und IMK-AAF untersucht. Ein mit verschiedenen Gas- und Partikelsensoren einschließlich modernster Massenspektrometer ausgestatteter Messcontainer wird in der Nähe von Leopoldshafen eingesetzt, um die Art und möglicherweise den Ursprung der von der instrumentierten AeroTram beobachteten hohen Partikelkonzentrationen zu identifizieren (http://www.aero-tram.kit.edu/).
Die wissenschaftliche Forschung am AAF ist Teil der Ausstellung "GLOBALE: Exo-Evolution" im Zentrum für Kunst und Medientechnologie (ZKM, Karlsruhe, Deutschland). Vom 31.10.2015 bis zum 28.02.2016 sind im ZKM, Atrium 8+9, zwei Exponate, "Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen von frei schwebenden Gefriertropfen" und "Eiskristalle, die auf Feldspatmineral im Elektronenmikroskop wachsen", zu sehen. Die Exponate zeigen hochauflösende Videoaufnahmen von mikrophysikalischen Prozessen, die für die Keimbildung und das Wachstum von Eis in atmosphärischen Wolken verantwortlich sind. Die Ausstellungseröffnung findet am Freitag, 30. Oktober 2015, um 19:30 Uhr statt.
Im September 2015 arbeiten US-amerikanische und deutsche Teams zur Erforschung der atmosphärischen Eisnukleation am Storm Peak Laboratory, Steamboat Springs, Colorado, zusammen, um Methoden zur Entnahme von Proben eisnukleierender Partikel aus der Umgebungsluft miteinander zu vergleichen. Diese Aktivität mit der Bezeichnung FIN03 ist die letzte große experimentelle Aktivität im Rahmen des Fünften Internationalen Eisbildungs-Workshops (FIN). Die KIT-Doktorandin Thea Schiebel nimmt an dieser Aktivität im Rahmen ihres dreimonatigen Aufenthalts an der Colorado State University teil, die von der KIT Graduate School for Climate and Environment (GRACE) unterstützt wird.
Dieser Workshop ist der umfassendste, der je über Studien zur atmosphärischen Eisbildung abgehalten wurde. Drei Phasen umfassen den Vergleich von Einzelpartikel-Massenspektrometern (FIN01, Nov 2014) und von Eiskeim-Messmethoden (FIN02, März 2015), die beide an der Wolkenkammer des KIT AIDA durchgeführt werden, sowie den Vergleich von Methoden zur Probenahme von eisbildenden Partikeln aus der Umgebungsluft im Storm Peak Laboratory, Steamboat Springs (FIN03, Sep 2015). Die FIN-Aktivitäten werden von NSF, DOE-ASR und DFG (Forschergruppe INUIT) unterstützt.
Das laufende Projekt AIDA-2 umfasst den Bau eines neuen Laborgebäudes, die Renovierung der AIDA-Anlage, die Einrichtung eines Aerosol-Massenspektrometrie-Labors und den Bau einer neuartigen dynamischen Wolkenkammer. Der Bau des Gebäudes und die Renovierung von AIDA machen gute Fortschritte. Die Wiedereröffnung der AIDA-Anlage ist nach der Installation eines neuen Flüssiggasversorgungssystems für September geplant.
Eine webbasierte Version des umfassend validierten und detaillierten numerischen Aerosolprozessmodells COSIMA-F wurde der Öffentlichkeit frei zugänglich gemacht. Dieser Code beschreibt die strukturellen Eigenschaften und die dynamische Entwicklung von fraktalen Aggregaten, z.B. frisch emittiertem Ruß, auf der Grundlage fraktaler Skalierungsgesetze. Er kann aber auch wie ein konventioneller Aerosol-Prozesscode betrieben werden, wenn es sich um kompakte Aerosolpartikel handelt. Mehrere vollständig editierbare Standardszenarien sind verfügbar. Für weitere Informationen oder die Durchführung eigener Simulationen besuchen Sie bitte die COSIMA-Homepage.
Die Suche nach den Typen der Eiskeime (INP) im atmoshärischen Aerosol ist nach wie vor eine große Herausforderung der Aerosol-Wolken-Klimaforschung. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie, des Meteorologischen Forschungsinstituts in Tsukuba, Japan, und der Universität Bielefeld haben Zellulose als eine wichtige Quelle für atmosphärische INPs identifiziert, wie in Nature Geoscience 8, 273-277 (2015 ) berichtet wird.
Die Auswirkungen von ultrafeinen Partikeln, den kleinsten Bestandteilen der Feinstaubpartikel in der Luft, auf die Luftqualität, atmosphärische Prozesse, das Klima und die menschliche Gesundheit sind bei weitem noch nicht abschließend untersucht und bewiesen. Das 5. EFCA-Symposium über ultrafeine Partikel
wird den neuesten wissenschaftlichen Fortschritt auf diesem Gebiet widerspiegeln und soll zum Dialog mit politischen Entscheidungsträgern in Europa beitragen. Das Symposium findet vom 4. bis 5. Mai in Brüssel, Belgien, statt. Es wird vom KIT mitorganisiert und vom Leiter des IMK-AAF, Prof. Thomas Leisner, moderiert.
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Vom 23. April 2014 bis zum 23. Mai 2014 nimmt das IMK-AAF an der RACEPAC-Kampagne in Inuvik und Tuktuyaktuk, Northwest Territories, Kanada, teil.
Zum ersten Mal nahmen Wolkenforscher des KIT AIDA-Teams an Wolkensimulationsexperimente am Meteorologischen Forschungsinstitut (MRI) in Tsukuba, Japan teil. Vom 01. bis 11. Oktober 2013 arbeiteten sie eng mit Dr. Masataka Murakami und seinem Team für Eisbildungsstudien an der MRI dymanic Wolkenkammer. Diese Experimente erweitern und ergänzen Eisnukleationsstudien, die im Rahmen der DFG-geförderten Forschergruppe INUIT (FOR 1525) durchgeführt wurden.
Im April 2013 nahmen 50 Wissenschaftler aus 6 verschiedenen Ländern mit 36 verschiedenen Hygrometern an einem Blindversuch mit Spurenstoffen teil. Der Vergleich umfasste Bedingungen, die den UT/LS (186-233 K, 0,2-1300 ppmv) mit statischen Perioden und dynamischen Veränderungen einschließlich Eiswolken simulierten. AquaVIT-2 wird dazu beitragen, die Unsicherheiten der Instrumente zu verringern, um die wichtige Rolle des atmosphärischen Wasserdampfs in Wetter- und Klimasystemen besser zu quantifizieren zu können.
Zusammen mit der Teramobile Collaboration wurde die Wechselwirkung von fs-Laserfilamenten mit Wolken untersucht. Wie in einem kürzlich erschienenen Artikel in den Proceedings of the National Academy of Science der Vereinigten Staaten beschrieben, beeinflussten die laserinduzierten Plasmakanäle die Eisnukleation in Mischphasenwolken nicht, hatten aber einen bemerkenswert starken Einfluss auf Eiswolken bei Temperaturen unterhalb der Grenze des homogenen Gefrierens. Lesen Sie mehr: http://www.kit.edu/visit/pi_2013_13037.php
Die Auswirkungen von ultrafeinen Partikeln, den kleinsten Bestandteilen der Feinstaubpartikel in der Luft, auf die Luftqualität, atmosphärische Prozesse, das Klima und die menschliche Gesundheit sind bei weitem noch nicht abschließend untersucht und bewiesen. Das 4. EFCA-Symposium über ultrafeine Partikel, das vom 16. bis 17. Mai in Brüssel, Belgien, stattfindet, wird die neuesten wissenschaftlichen Fortschritte auf diesem Gebiet widerspiegeln und soll zum Dialog mit politischen Entscheidungsträgern in Europa beitragen. Es wird vom KIT mitorganisiert und vom Leiter des IMK-AAF, Prof. Thomas Leisner, moderiert.
Das NSF/DFG-Projekt ISOCLOUD untersucht die Wasserisotopenfraktionierung durch Kombination von AIDA-Wolkensimulationsexperimenten mit Studien zur Prozessmodellierung. Im Oktober 2012 erreichten die Projektpartner simultane Messungen von H2O, HDO, und H2(18)O sowohl in der Gasphase als auch in der kondensierten Phase. Erste Ergebnisse zeigen, dass die HDO-Fraktionierung in Übereinstimmung ist mit Annahmen zur Rayleigh-Destillation. Im März 2013 sind weitere AIDA-Experimente geplant, um Fraktionierungsfaktoren in kalten Zirruswolken zu messen.
18. Januar 2013. Im Rahmen des DFG-geförderten Projekts ISI untersucht ein Team des IMK-AAF derzeit auf der Höhenforschungsstation Jungfraujoch in der Schweiz die mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolkentröpfchen und Eispartikeln. Ziel der Studie ist es, das derzeitige Verständnis der Entstehungsprozesse und der Struktur von Mischphasenwolken zu verbessern.
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In einem ausführlichen Übersichtsartikel (Hoose und Möhler, ACP 2012) werden Ergebnisse zur Eisnukleation durch verschiedene Aerosole, wie Staub, Ruß, organische Säuren und biologische Partikel, aus AIDA und vielen anderen Laborstudien zusammengestellt und miteinander verglichen. Ziel ist es, einen leicht zugänglichen Überblick über historische und aktuelle Ergebnisse in diesem aktiven Forschungsbereich zu geben. Eine der Abbildungen dieses Artikels wurde auch für den Entwurf des Kapitels "Wolken und Aerosole" des Fünften Sachstandsberichts (AR5) des IPCC angepasst.
Der interdisziplinäre Workshop "Challenges and chances of new Unmanned Aerial Systems (UAS)" fand vom 13. bis 15. September 2012 in Karlsruhe statt und wurde vom IMK-AAF in Zusammenarbeit mit dem IPF und der FBTA organisiert. Der Workshop erhielt eine Anschubfinanzierung aus dem KIT-Kompetenzbereich "Erde und Umwelt". Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus verschiedenen Bereichen wie Atmosphären-, Umwelt- und Geowissenschaften, Photogrammetrie, Mathematik, Informatik und Bauingenieurwesen diskutierten aktuelle Entwicklungen in der Sensor- und Fachhochschultechnik und bewerteten die Chancen, die sich aus neuen Kooperationen ergeben.
Neun Partner des von der DFG geförderten Projekts ACRIDICON (Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and Dynamics of Convective Cloud Systems) und das AIDAmobile-Team sind ab 17. September 2012 im Rahmen einer dreiwöchigen, bodengestützten Feldkampagne auf der Zugspitze unterwegs. Instrumente, die für zukünftige Missionen an Bord des Forschungsflugzeugs HALO ( High Altitude and LOng Range Research Aircraft) entwickelt wurden, werden sowohl auf dem Gipfel als auch auf der Umweltforschungsstation UFS installiert, um die mikrophysikalischen und strahlungsphysikalischen Eigenschaften von Wolken und die Aerosol-Wolken-Wechselwirkung zu charakterisieren.
Wissenschaftler des IMK-AAF und ihre AIDA-Einrichtung nahmen an der Mehrkammer-Aerosol-Chemikalienalterungsstudie (MUCHACHAS) teil, die zeigte, dass chemische Umwandlungen, die durch Hydroxylradikale, das dominierende atmosphärische Oxidationsmittel, induziert werden, die Konzentration des biogenen sekundären organischen Aerosols (SOA) der ersten Generation signifikant erhöhen. Die wichtigsten Ergebnisse von MUCHACHAS sind jetzt in den Proceedings der National Academy of Sciences der USA veröffentlicht worden (Link zum PNAS-Papier ).
Eispartikel in arktischen Grenzschichtwolken stehen im Mittelpunkt der deutschen wissenschaftlichen Expedition VERDI. Das Hauptziel von VERDI ist es, die Rolle dieser Wolken bei der starken Erwärmung zu verstehen, die in den letzten Jahrzehnten in der Arktis beobachtet wurde. Die Wolken werden mit einem neuartigen Instrumentarium an Bord des Forschungsflugzeugs Polar 5, das vom Alfred-Wegener-Institut(AWI) betrieben wird, untersucht. VERDI hat seinen Sitz in Inuvik, NWT, Kanada, für Forschungsflüge über der Beaufortsee.
Die Bildung der Eisphase in troposphärischen Wolken hat vielfältige Auswirkungen auf den Wasserkreislauf und das Klimasystem. Viele Aspekte der Eiskeimbildung, die durch eine kleine Untergruppe des atmosphärischen Aerosolsystems, die so genannten Eiskerne, induziert wird, bleiben unklar und werden von der kürzlich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingerichteten Forschergruppe INUIT bearbeitet. In zwei Projekten wird das IMK-AAF umfassende Labor- und Modellierungsstudien zur Eiskeimbildung beisteuern.
IMK-AAF stellte seine bahnbrechende Sonde PHIPS (Particle Habit Imaging and Polar Scattering) im Journal of Atmospheric Measurement Techniques (12. Oktober 2011) vor. Sie wurde für das deutsche Forschungsflugzeug HALO entwickelt und misst gleichzeitig die 3D-Morphologie und entsprechende optische und mikrophysikalische Parameter einzelner Wolkenpartikel. Das Papier skizziert Konzept und Design von PHIPS und diskutiert vorläufige Ergebnisse von zwei Eiswolkenkampagnen, die in der AIDA-Kammer durchgeführt wurden.
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Auf der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus(UFS) wurden im Sommer 2011 neue Probenahmeeinlässe und kontinuierliche Aerosolmessungen installiert. Das IMK-AAF untersuchte in Zusammenarbeit mit dem IMK-IFU während einer zweiwöchigen Sommerkampagne auf drei Plattformen (UFS, Zugspitze und ultraleichtes Forschungsflugzeug) Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in warmen Wolken mit Schwerpunkt Bioaerosol, Ruß, Wasserhaushalt.
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Der Internationale Workshop zur Eisnukleation in troposphärischen Wolken (IN2clouds) wurde vom IMK-AAF im Rahmen des Helmholtz Virtual Institute on Aerosol- Cloud Interactions organisiert. Der Workshop fand vom 23. bis 25. Mai 2011 in Ettlingen statt und bot die Gelegenheit, aktuelle und laufende Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Aerosol-Wolken-Klima-Wechselwirkungen zwischen den VI-ACI-Projektpartnern und eingeladenen Experten aus Europa, Israel, den USA und Japan zu diskutieren.
Der Kleineisdetektor (SID3) des IMK-AAF wurde an Bord des NASA-Flugzeugs WB-57F während des Mid-latitude Airborne Cirrus Properties Experiment(MACPEX) im April 2011 erfolgreich eingesetzt. Die Einzelpartikeldaten von SID3 werden einzigartige Beiträge zur Frage nach der mikrophysikalischen Natur kleinster Eiskristalle und der Bedeutung dieser Partikel für den Strahlungsantrieb liefern.
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Am 25. Februar 2011 fand die FameLab Baden-Württemberg zum ersten Mal in Karlsruhe statt: FameLab ist ein Wettbewerb, bei dem Schülerinnen und Schüler nur 3 Minuten Zeit haben, um ein komplexes wissenschaftliches Thema zu erklären und das Publikum mit ihrer kreativen Leistung zu überzeugen. Unter den Teilnehmern war auch Isabelle Steinke, Doktorandin am IMK-AAF. Erfahren Sie mehr darüber, was die Experimente an der AIDA-Nebelkammer mit Germany's Next Topmodel gemeinsam haben:http://www.youtube.com/watch?v=jgsv_xEsfYY
Kontrollierte Eisbildung auf Kondensationskernen unterhalb 10 nm wurde zum ersten Mal unter mesosphärischen Bedingungen in der Gruppe Atmospheric Nanoscience beobachtet. Das Laborexperiment fand in einer gekühlten linearen Hochfrequenz-Ionenfalle in einer eisübersättigten Umgebung statt, in der freie Eisenoxidpartikel mit wachsenden Eisschalen für mehrere Sekunden gespeichert werden konnten. In naher Zukunft sind systematische Untersuchungen von Eiskeimbildungswahrscheinlichkeiten und Wachstumsraten mesosphärisch relevanter Materialien geplant.
Die Keimbildung und das Wachstum von unberührten Eiskristallen, die an einem gefrorenen Wassertröpfchen haften, das in der elektrodynamischen Balance(EDB, auch als "Paul-Falle" bekannt) schwebt, wurde kürzlich am IMK-AAF beobachtet. Der neu entwickelte Umgebungs-EDB ermöglicht die Kontrolle der Feuchtigkeits- und Temperaturprofile innerhalb der Falle und stellt damit ein einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung der Entwicklung einzelner Eiskristalle dar.
Organische Aerosole sind in der Atmos-Phäre allgegenwärtig. Bei niedrigen Temperaturen werden sie bekanntlich glasig, d.h. amorphe, nicht kristalline Feststoffe. AIDA-Nebelkammerexperimente zeigen eine heterogene Keimbildung von Eis auf glasigen Zitronensäurepartikeln (Murray et al., Nature Geoscience 2010).
In der ersten globalen Modellierungsstudie zur heterogenen Eisnukleation durch biologische Partikel zeigen Hoose et al.(http://iopscience.iop.org/1748-9326/5/2/024009/fulltext), dass die typischen atmosphärischen Bakterien-, Pilzsporen- und Pollenkonzentrationen zu gering sind, um einen signifikanten Einfluss auf die Bildung von Wolkeneis und Niederschlag zu haben. Die Forschung wird in einem Nachrichtenartikel auf environmentalresearchweb. org vorgestellt.
Dr. Corinna Hoose und ihre Nachwuchsgruppe "Aerosoleffekte auf Wolkeneis, Niederschlag und Klima" werden an verbesserten Parametrisierungen für Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in numerischen Modellen auf verschiedenen Skalen arbeiten. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Bildung von Wolkeneis.
Das IMK-AAF beteiligt sich an dem neuen Marsilius-Projekt "The Global Governance of Climate Engineering", das sich mit Optionen und Risiken im Umgang mit dem Klimawandel mit technologischen Mitteln befasst. Das Marsilius-Kolleg wurde kürzlich an der Universität Heidelberg als Centre for Advanced Study eingerichtet, um den interdisziplinären Dialog und die Forschung zu fördern.
Die IMK-AAF Atmospheric Nanoscience Group beteiligt sich an einer dreiwöchigen Messkampagne an der Synchrotronquelle BESSY II in Berlin. Forschungsziel ist die Identifizierung von Polymorphen von nanometrischen Eisenoxid-Wolkenkeimbildungskeimen. Es wird erwartet, dass von Meteoriten abgetragene Nanoaerosole eine entscheidende Rolle bei der Bildung von mesosphärischen nachtleuchtenden Wolken spielen.
Im Februar führte IMK-AAF eine Machbarkeitsstudie in der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) durch. Ziel der Studie war es zu zeigen, dass die UFS gut geeignet ist, Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in natürlichen Wolken zu messen.