Wie Waldluft das Klima beeinflusst

Feldstudien haben gezeigt, dass eine wärmere Atmosphäre mehr Aerosole aufweist, welche eine durch Kohlendioxid und andere Treibhausgase bedingte Erwärmung zu einem gewissen Teil kompensieren könnten. Dabei können Criegee-Intermediate, sauerstoffreiche Zwischenprodukte, die Entstehung von Aerosolen durch die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefelsäure verstärken. Chemiker der Universität Göttingen und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun ein solches Criegee-Intermediat zum ersten Mal, so wie es in der Natur gebildet wird, direkt mittels Infrarotspektroskopie nachgewiesen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie erschienen.

Durch Oxidationsprozesse entstehen in der Atmosphäre Aerosole, feste oder flüssige Schwebeteilchen. Je mehr Aerosole sich in der Luft bilden, desto mehr Wolken können entstehen. Und tief hängende Wolken besitzen eine kühlende Wirkung. Feldstudien haben gezeigt, dass eine wärmere Atmosphäre mehr Aerosole aufweist, welche eine durch Kohlendioxid und andere Treibhausgase bedingte Erwärmung zu einem gewissen Teil kompensieren könnten. Dabei können Criegee-Intermediate, sauerstoffreiche Zwischenprodukte, die Entstehung von Aerosolen durch die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefelsäure verstärken. Chemiker der Universität Göttingen und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun ein solches Criegee-Intermediat zum ersten Mal, so wie es in der Natur gebildet wird, direkt mittels Infrarotspektroskopie nachgewiesen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie erschienen.

„In allen bisherigen Arbeiten wurden Criegee-Intermediate unter anderen Laborbedingungen nachgewiesen, die eventuell nicht repräsentativ für die Chemie in der Atmosphäre sind“, so Dr. Thomas Zeuch, Leiter der Studie vom Göttinger Institut für Physikalische Chemie. Die Forscher haben nun die Reaktionsgeschwindigkeit von – besonders für Waldgebiete typischen – Criegee-Intermediaten mit Schwefeldioxid untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass die Reaktion bis zu 50 mal schneller ist als bisher in atmosphärenchemischen Modellen angenommen und sehr effektiv zur Bildung von Schwefelsäure führt.

„Das neue Experiment erhärtet die Hypothese, dass die Chemie der Criegee-Intermediate zu einem kühlenden Aerosoleffekt beiträgt, da Wälder bei einer Erderwärmung mehr dieser Zwischenprodukte produzieren“, sagt Dr. Zeuch. Die Forscher warnen jedoch angesichts der Komplexität der chemischen Prozesse und geophysikalischen Rückkopplungen davor, sich auf die kühlende Wirkung der Aerosole als natürlichen Schutzmechanismus unseres Klimas zu verlassen.

Originalveröffentlichung: Thomas Zeuch et al. IR-Nachweis der bei der Betapinen-Ozonolyse gebildeten Criegee-Intermediate und ihre Reaktivität gegenüber Schwefeldioxid. Angewandte Chemie. Doi: 10.1002/ange.201307327

Kontaktadresse:
PD Dr. Thomas Zeuch
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Chemie – Institut für Physikalische Chemie
Tammannstraße 6, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-33126
E-Mail: tzeuch1@gwdg.de, Internet: www.uni-pc.gwdg.de/zeuch