Wenn Düfte und Aerosole unser Klima beeinflussen

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Beim Thema Treibhausgase ist das spezifische Verhalten bestimmter Gase eine der großen Unbekannten in den Klimamodellen. Oft riechen diese stark und lassen Wasser kondensieren. Die TU Wien liefert dazu nun neue Erkenntnisse.

(red/czaak) Menschgemachte Treibhausgase verändern das Klima – das ist bekannt. Aber noch immer gibt es wichtige Details des Klimawandels, die nicht gut verstanden werden. Dazu gehört das Verhalten winziger Teilchen, die sich ganz von selbst aus Molekülen der Luft bilden und zur Entstehung von Wolken führen können. „Bei einem Waldspaziergang atmet man tief ein, und es riecht schön nach Wald. Das liegt an flüchtigen organischen Substanzen, die aus dem Harz der Bäume, aber auch von Blättern und Baumnadeln abgegeben werden“, sagt Dominik Stolzenburg vom Institut für Materialchemie der TU Wien

Um Treibhausgase handelt es sich dabei freilich nicht – aber trotzdem haben genau diese organischen Substanzen einen wichtigen Einfluss auf unser Klima: „Sie oxidieren an der Luft, und dabei entstehen Reaktionsprodukte, die sehr leicht aneinander haften“, so Stolzenburg. Immer mehr Moleküle ballen sich zusammen, bis schließlich ein winziger Cluster entstanden ist. Diese Teilchen sind immer noch viel zu klein, um für das menschliche Auge sichtbar zu sein. Sie fallen nicht einfach zu Boden, sondern können über längere Zeit in der Luft schweben.

Kondensationskeime für Wasser
Diese Partikel haben nun einen entscheidenden Einfluss auf den Wasserdampf, der sich in der Luft befindet. Es kann passieren, dass sich Wassermoleküle an diesen Partikeln festsetzen und diese werden dadurch zu einem sogenannten Kondensationskeim, an dem sich ein Wassertröpfchen bildet.

So entsteht Nebel oder eine Wolke. Relevant für das Klima sind aber nur die am schnellsten wachsenden Partikel. Die aktuelle Forschung zeigt, dass über den Kontinenten organische Moleküle die entscheidende Zutat sind, die das Überleben dieser Cluster sichert und die nötige Größe erreichen können um als Kondensationskeim für Wasserdampf zu dienen.

Der zukünftige Geruch von Städten
Zuverlässige Modelle, die die Komplexität dieses organischen Aerosolwachstums mit der nötigen Genauigkeit erforschen und abbilden, fehlen noch. Denn das alles gilt freilich nicht nur für den Duft des Waldes, sondern auch für viele andere organische Verbindungen. Zehn bis hunderttausend von ihnen dürften in unserer Atmosphäre eine Rolle spielen. Im Rahmen einer vom Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds geförderten „Vienna Research Group“ wird Stolzenburg nun mit seiner Forschungsgruppe der Frage nachgehen, wie die Stadt der Zukunft riecht und wie diese Gerüche zur Aerosolbildung und dem Klimaabdruck urbaner Regionen beitragen.

„Zunehmende E-Mobilität wird auch die Zusammensetzung der Stadtluft verändern. Andere Gase geraten ins Blickfeld: Was emittieren Asphalt, Lösemittel, Fensterreiniger oder der Deospray? Wir können den Abdruck dieser Substanzen bereits deutlich in unseren Daten sehen“, erklärt Stolzenburg. Und: „Es stellt sich die Frage, ob auch die Stadt der Zukunft immer noch unter einer erhöhten Aerosolbelastung leiden wird und was wir vielleicht im Materialdesign diesbezüglich besser machen könnten.“, so Dominik Stolzenburg vom Institut für Materialchemie der TU Wien.