Aerosole sind winzige Partikel, die in der Atmosphäre schweben und unser Klima sowie den Menschen selbst beeinflussen. Für eine Messung von ATMOS Aerosol Research können Daten aus unterschiedlichen Quellen ausgewertet werden: geostationäre und LEO-Satelliten, Bodenmessstationen von Aeronet und/oder gezielte In-Situ-Messungen stationär oder via Drohnenflüge. Das vorhandene Datenmaterial reicht bis ins Jahr 2003 zurück. Dadurch können Einmaleffekte (wie ein Vulkanausbruch o.ä.) aus der Analyse ausgeschlossen werden.
Um die Daten adäquat auszuwerten, wird der sogenannte GRASP (Generalized Retrieval of Aerosol and Surface Properties) Algorithmus angewendet. GRASP ist ein hochpräziser Aerosol-Retrieval-Algorithmus, der Eigenschaften der Aerosol- und Landoberflächenreflektion verarbeitet.
Der GRASP Algorithmus schließt nahezu 50 Aerosol- und Oberflächenparameter ein, einschließlich der Partikelgrößenverteilung, des spektralen Brechungsindex, des Grades der Kugelförmigkeit und der Absorption. Der Algorithmus wurde für die verbesserte Charakterisierung von Aerosoleigenschaften aus spektralen, multiangularen polarimetrischen Fernerkundungsbeobachtungen entwickelt. GRASP arbeitet unter verschiedenen Bedingungen, einschließlich heller Oberflächen wie Wüsten, wo das Reflexionsvermögen das Signal von Aerosolen überlagert. GRASP ist sehr vielseitig und ermöglicht die Eingabe einer Vielzahl von Satelliten- und Oberflächenmessungen.
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In der Atmosphäre gibt es eine große Anzahl von Teilchen, aber normalerweise gibt es nur einen vorherrschenden Typ. Eine Messung durch ATMOS Aerosol Research kann diese Partikel identifizieren. Die Klassifizierung in verschiedene Typen geschieht aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften, basierend auf verschiedenen Kriterien
Aerosole beeinflussen die Temperatur in der Atmosphäre. Dadurch können sie eine kühlende oder wärmende Wirkung haben, je nachdem welcher Art sie entsprechen und in welcher Konzentration sie auftreten.
Mineralstaub bezeichnet atmosphärische Aerosole, die aus der Mineralsuspension des Bodens stammen. Mineralstaub gilt als natürliches Aerosol, obwohl menschliche Aktivitäten auch zu einer Erhöhung der Staubbelastung in der Atmosphäre führen. Die Sahara ist die Hauptquelle für Mineralstaub, der sich anschließend über das Mittelmeer und die Karibik bis in das nördliche Südamerika, Mittelamerika, Nordamerika und Europa ausbreitet. Darüber hinaus spielt er eine wichtige Rolle bei der Nährstoffzufuhr in den Amazonas-Regenwald. Die Wüste Gobi ist eine weitere Staubquelle in der Atmosphäre, die Ostasien und das westliche Nordamerika betrifft.
Aerosolpartikel, die sich aufgrund schwelender Verbrennung bilden, treten über einen viel längeren Zeitraum relativ zu der vergleichsweise kurzen Lebensdauer der Flammenfeuer auf. Rauchpartikel mit schwelendem Ursprung sind im Allgemeinen viel weniger absorbierend als Partikel mit flammender Verbrennung aufgrund des geringeren Gehalts an schwarzem Kohlenstoff.
Brände in borealen Wäldern haben eine überwiegend flammende Phase und erzeugen dadurch signifikante Mengen an schwarzem Kohlenstoff. Diese Brände bilden durch ihre hohe Intensität rauchdominierte Aerosolpartikel, die im Allgemeinen durch eine hohe Absorption gekennzeichnet sind.
Maritime Aerosole, die sich über dem tropischen Pazifik befinden, werden von Meersalz und Wasser dominiert. Die Aerosol-optische Dicke, ein Maß für die optisch wirksame Gesamtmenge der Aerosole, ist dort mit einem mittleren Wert stabil. Über dem tropischen bis subtropischen Atlantik ist die Aerosol-optische Dicke deutlich höher – aufgrund des häufigen Vorhandenseins von Staub, Rauch und städtischen / industriellen Aerosolen.
Städtische Aerosole bestehen aus Partikeln der sogenannten feinen und groben Modi. Aufgrund der Unterschiede in den beobachteten Eigenschaften werden häufig zwei Arten von städtischen Aerosolen unterschieden: Urban Clean Aerosol sind durch den Feinmodus dominiert, der durch Wasser und lösliche Materialien (z. B. Sulfate und Ammoniumnitrate) gebildet wird, die das Sonnenlicht schwach absorbieren. Urban Polluted Aerosole haben ausgeprägte Anzahl an Partikeln, die kohlenstoffhaltige Materialien enthalten, welche bei Verbrennungsprozessen erzeugt werden und durch hohe Absorption gekennzeichnet sind.
