Kraftværker producerer mere ultrafint støv end trafik

Ultrafine partikler påvirker både sundhed og klima. I byområder, vejtrafik anses for at være hovedkilden til de små partikler. Imidlertid, en langsigtet målekampagne af forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) uden for byer har nu afsløret en kilde, der især påvirker det regionale klima:moderne kulfyrede kraftværker. I den Bulletin fra American Meteorological Society , forskerne fortæller, hvordan kraftværkernes emissioner påvirker dannelsen af ​​ultrafine partikler, og hvilken indflydelse disse partikler har på klimaet.

Selvom ultrafine partikler (UFP) har en diameter på mindre end 100 nm, de har en enorm indflydelse på miljøprocesser:"De tilbyder overflader til kemiske reaktioner i atmosfæren eller kan påvirke egenskaberne af skyer og nedbør som kondensationskerner, " siger Wolfgang Junkermann fra KIT's Institut for Meteorologi og Klimaforskning (IMK). For at studere eksistensen og udbredelsen af ​​UFP, miljøfysikeren, sammen med australske kolleger, foretaget målingsflyvninger over hele kloden i de sidste femten år. Målinger dækkede også atmosfæren uden for urbane hotspots, i særlige regioner med iøjnefaldende nedbørstendenser. I åben natur, for eksempel, skovbrand, støvstorme eller vulkanudbrud producerer fine partikler, men for det meste ikke i nanometerområdet. Klimaforskerne fandt ud af, at UFP-koncentrationerne også stiger konstant i mange fjerntliggende områder, og at de nye, yderligere partikler er uden naturlig oprindelse.

I løbet af hans måleflyvninger, Junkermann fandt ud af, at disse partikler udsendes fra kulfyrede kraftværker og raffinaderier. "Rensning af udstødningsgas foregår under forhold, der er optimale for nydannelse af partikler. Ammoniak tilsættes udstødningsgasserne for at omdanne kvælstofoxider til uskadeligt vand og nitrogen." Da denne ammoniak er tilgængelig i det rigtige blandingsforhold til partikeldannelse, koncentrationerne i udstødningsgassen er ekstremt høje. Efter emission ved 200 – 300 m højde, de helt små partikler kan spredes over flere hundrede kilometer afhængigt af vejr- og klimaforhold i atmosfæren:"Meteorologiske processer spiller en vigtig rolle for UFP's tidsmæssige og rumlige mønstre, " siger Junkermann. I løbet af natten, fjer kan spredes i en tynd, meget koncentreret lag. "Nær jorden, det nederste lag køles ned, mens varmere luft forbliver over." Denne stabile lagdeling (inversion) kan kun brydes op af solskinsinduceret opvarmning næste morgen. Derefter, partikler blandes igen ned til jordoverfladen. der, koncentrationer kan stige med op til to størrelsesordener på kort sigt. "Dette resulterer i veritable eksplosioner, såkaldte partikelhændelser, " forklarer forskeren.

Hvis disse partikler kommer ind i skyerne som kondensationskerner, de enkelte skydråber vil i starten blive mindre, og det tager længere tid at danne en regndråbe. Følgelig, den rumlige og tidsmæssige fordeling og intensiteten af ​​nedbør påvirkes. "Dette resulterer ikke nødvendigvis i mindre nedbør, partikler kan endda intensivere ekstreme regnbegivenheder. Vinden bestemmer, hvor det sker."

Til måleflyvninger, klimaforskerne brugte det KIT-udviklede mindste bemandede forskningsfly på verdensplan. Det flyvende laboratorium er udstyret med meget følsomme instrumenter og sensorer, der måler støvpartikler, sporgasser, temperatur, fugtighed, vind, og energibalancer. Junkermann og hans kolleger sammenlignede derefter disse data med meteorologiske observationer og sprednings- og transportmodeller. "På denne måde vi fandt ud af, at fossile kraftværker i mellemtiden er blevet de stærkeste individuelle kilder til ultrafine partikler på verdensplan. De påvirker i høj grad meteorologiske processer og kan forårsage ekstreme vejrbegivenheder."