Funktionen von reaktiven Iod- und Stickstoffsorten

Reaktive Halogenverbindungen spielen eine wichtige Rolle bei der photochemischen Umwandlung von Luft in der marinen Grenzschicht. Insbesondere können diese Arten das Ozon der Troposphäre katalytisch zerstören, das Oxidationspotenzial und eventuell auch das Potenzial zur Partikelbildung beeinflussen.

Deshalb ist die Kenntnis der Funktionen chemischer Spurenarten in der Atmosphäre wichtig, um deren Auswirkungen auf den Klimaantrieb anhand ihrer Strahlungseigenschaften und der Selbstreinigungskraft der Troposphäre gegen schädliche Verunreinigungen zu bestimmen. Im Rahmen des THALOZ-Projekts wurden weit reichende Beobachtungen und numerische Experimente koordiniert, um die Bedeutung und die Wechselbeziehungen von kleinen Prozessen, die den chemischen Zustand der oberflächennahen marinen Atmosphäre bestimmen, offen zu legen.

Die chemischen Reaktionen, an denen Halogenradikale beteiligt sind, können durch verschiedene Vorgänge ausgelöst werden, zu denen die Freisetzung von Halogeniden aus Meersalz, wie z.B. Aerosolen, gehört. Es wurde ein vorhandenes chemisches Atmosphärenmodell verwendet, um die Berechnung einer unerwarteten Freisetzung von Chloratomen in der oberflächennahen marinen Atmosphäre zu unterstützen. Nach einer Erweiterung wurden auch heterogene chemische Reaktionen einbezogen, die an als Aerosole bekannten Meersalzpartikeln stattfinden, und die durch zwei iod- und stickstoffvermittelte Aktivierungsmechanismen ausgelöst werden.

Durch umfassende numerische Simulationen wurde belegt, dass die Aufnahme von Hypoiodsäure (HOI) und Nitrat- (N2O5) Radikalen Chloratome aus Meersalzaerosolen in größerer Zahl freisetzen kann. Es wurde bei der Bildung von Chloratomen nach Sonnenaufgang ein charakteristischer Impuls prognostiziert, der tagsüber zu einer stetigen Produktion mehrerer tausend Moleküle pro Kubikzentimeter führte.

Die Größen der Chloratomkonzentrationen im Kontext dieser Vorgänge können eine alternative Diagnosebasis für künftige Feldexperimente liefern. Weitere Details sind in der entsprechenden Veröffentlichung der Ergebnisse im „Journal of Geophysical Research“ zu finden.