Aarhus Universitets segl

Forskning

ASVAP: Absolute Saturation Vapour Pressure

Mange af de stoffer, vi observerer, i atmosfæren er lavtflygtige – dvs. de foretrækker at være på fast form og fordamper helst ikke. På trods af stoffernes lave flygtighed gør deres relativt store forekomster, at en betydelig mængde af stofferne alligevel findes på gasform i atmosfæren. Fordi stofferne helst ikke fordamper, er det svært at bestemme de termodynamiske parametre, der relaterer sig til fordelingen mellem kondenseret form og gasform. ASVAP-projektet handler om at bestemme netop disse termodynamiske parametre, hvor den centrale parameter er ligevægtsdamptrykket. I samarbejde med Institut for Fysik og Astronomi arbejder vi på at bygge et nyt instrument, der skal kunne måle helt lave damptryk af rene stoffer. I det atmosfæriske simulationskammer AURA arbejder vi med at bestemme parametrene ud fra ligevægte mellem en gasfase og en partikelfase. Målet er at kunne bestemme de relevante parametre mere nøjagtigt end hidtil, da det kan bidrage til en større forståelse af det atmosfæriske system.

Dannelse af sekundære organiske aerosoler

Aerosoler er flydende eller faste partikler suspenderet i luften. De kan udledes direkte til atmosfæren, altså være primære, eller de kan dannes i atmosfæren og dermed være sekundære. Sekundære organiske aerosoler (SOA) dannes fra gasser, som udledes til og bliver oxideret i atmosfæren. Oxidationsprodukterne er mindre flygtige end udgangsstofferne og vil derfor overgå til partikelfasen. En af de mest almindelige udgangsstoffer til sekundær aerosoldannelse er monoterpener, som i stor stil danner partikler over granskove og danner f.eks. den velkendte blå tåge over store skovområder og kendes fra bl.a. Smokey Mountains i USA og Blue Mountains i Australien. Vi studerer dannelse af sekundære organiske aerosoler i AURA, vores atmosfæriske simulationskammer. Ved at fylde en bestemt mængde oxidant, f.eks. ozon, ind i kammeret og derefter tilsætte et udgangsstof, kan vi følge dannelsen af SOA. Vi måler på de fysiske egenskaber af partikler, såsom partikelstørrelse og partikelantal, men også på den kemiske sammensætning af partiklerne i samarbejde med lektor Marianne Glasius. 

Mikroplast i luften

Det er for nyligt blevet påvist, at mikroplastikpartikler findes i luften. Plastikfibre og fragmenter bliver deponeret fra luften med regn og sne, selv i isolerede områder som Arktis. Kilderne til atmosfærisk mikroplastik er stadig uvisse. En hypotese er, at havet kan være en kilde til luftbårne plastikpartikler med størrelser fra nanometer til mikrometer gennem havsprøjt. Der er fire generelle havsprøjtsmekanismer til partikeldannelse: boblers bristen, jet-dråber, sprøjt fra toppen af store bølger og store plask, der leder til dannelse gennem de øvrige mekanismer. I dette projekt undersøger vi havet som central kilde til luftbåren mikroplastik med vores havsprøjtskammer, AEGOR, og vi er i gang med at udvikle en state-of-the-art-metode til at analysere luftbåren plastik. Derudover undersøger vi, hvordan plastikpartikler i luften påvirkes af atmosfæriske processer, som kan ændre deres miljø- og klimapåvirkning.  

Ice nucleation

Der udledes mange forskellige partikler til atmosfæren, både naturlige partikler og menneskeskabte partikler. Det kan for eksempel være organiske aerosoler, havsprøjtspartikler, mikroorganismer, forbrændingspartikler og mikroplastik. Disse partikler kan fungere som kim, hvorpå vand kan kondensere eller fryse, og de har derfor stor indflydelse på is- og skydannelse i atmosfæren og dermed også klimaet. Isdannelse har en stor indflydelse på den hydrologiske cyklus, da 50 % af den regn som rammer Jorden stammer fra isdannelse i atmosfæren. Derudover har isdannelse også indflydelse på skyernes strålingsegenskaber og dermed Jordens samlede strålingsbudget, som påvirker klimaet. Isdannelse i atmosfæren påvirker også den kemi, som finder sted i troposfæren og stratosfæren. Viden om skydannelse er begrænset, og det er en af de største usikkerheder i moderne klimamodeller. Derfor er det spændende at forske i skydannelse og den rolle, som forskellige partikler i atmosfæren spiller i skydannelse. Derudover er det også interessant at undersøge sammenhængen mellem is- og skydannelse. Projektet fokuserer på isdannelse, hvor et cold stage instrument bruges til at undersøge frysetemperaturen for forskellige prøver.

Bioaerosoler

Isdannelse i skyer har stor indflydelse på deres interaktion med lys og deres nedbørsrelaterede egenskaber. Her spiller bioaerosoler – og i særdeleshed bakterier, der formår at syntetisere proteiner, som kan initiere isdannelse – muligvis en vigtig rolle. Hvordan fysiske parametre, såsom temperatur og relativ luftfugtighed, påvirker aktiviteten af sådanne organismer og deres isnukleerende egenskaber er stadig et åbent spørgsmål. Dette projekt fokuserer på hygroskopicitet af luftbårne celler af den iskimdannende bakterie Pseudomonas syringae. Hygroskopicitet er et mål for, hvor god en partikel er til at optage vand. Vandoptag er en potentielt afgørende faktor for, at bakterierne kan forblive levende og aktive, samt at de novo-syntese af de iskimdannende proteiner kan faciliteres i luftbåren tilstand. Målet med dette projekt er at bestemme vandoptag og fordampning fra den bakterielle aerosol ved forskellige relative luftfugtigheder og samtidig undersøge om vandet, der optages, trænger ind i cellerne.

Undersøgelse af aldring af havsprøjtspartikler

Atmosfæriske aerosoler har direkte indvirkning på Jordens strålingsbalance og på skydannelse. Aerosol-strålingsinteraktioner er dikteret af aerosolernes egenskaber til at sprede og absorbere sollys - altså deres optiske egenskaber. Aerosoler kan holde sig svævende i atmosfæren i flere uger, hvilket gør det muligt, at der sker reaktioner med andre gasser og partikler, med sollys, eller på grund af ændringer i temperatur og luftfugtighed. Disse processer kaldes aldring af partikler, og denne aldring kan påvirke aerosolernes optiske egenskaber og deres mulighed for at agere som skydannelseskim. I dette projekt studerer vi de optiske egenskaber og aldringseffekter af havsprøjtspartikler (sea spray) både i laboratoriet, men også gennem feltmålinger. I laboratoriet genereres havsprøjtspartiklerne f.eks. ved at simulere havsprøjt i AEGOR - en af vores havsprøjtstanke - og derefter sker aldringen i klimakammeret AURA. Dette arbejde udføres af adjunkt Bernadette Rosati som en del af OceANIC i samarbejde med professor Merete Bilde.