Untersuchung des Einflusses von Biomasseverbrennung auf die Atmosphäre mit Hilfe der Verhältnisse stabiler Kohlenstoffisotope in VOC

Im August/September 2018 fand die Messkampagne CAFE-Africa (Chemistry of the Atmosphere – Field Experiment in Africa) mit dem Forschungsflugzeug HALO statt. Stützpunkt des Flugzeugs war die kapverdische Insel Sal. Basierend auf CAMS-Vorhersagen wurden von dort aus Messflüge in ausgewählte Gebiete über dem Atlantik und über den Westen Afrikas durchgeführt. Ziel der Kampagne war die Untersuchung des Einflusses der Emissionen von Biomasseverbrennung auf die regionale und globale Atmosphäre mit einem Fokus auf die Biomasseverbrennung in Afrika. Mit dem Luftprobensammler MIRAH (Measurements of Isotope Ratios in the Atmosphere on HALO) wurden Gesamtluftproben gesammelt, die anschließend im Labor auf die Verhältnisse stabiler Kohlenstoffisotope in ausgewählten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) sowie auf deren Mischungsverhältnisse untersucht wurden. Die Isotopenverhältnisse bieten zusammen mit CAMS Re-Analysen, Rückwärtstrajektorien, Satellitendaten und weiteren Stützmessungen die Möglichkeit, die Herkunft, Transportzeiten und die Umsetzung von VOC zu bestimmen. Wir zeigen als Fallstudie die Ergebnisse des 10. Messfluges, bei dem über dem Atlantik nordwestlich der Kapverden zwei deutlich unterscheidbare Luftmassen aufeinandertrafen. Während eine Luftmasse von Emissionen aus dem nördlichen Afrika geprägt war und mit dem westafrikanischen Monsoon-System auf den Atlantik transportiert wurde, konnte die andere Luftmasse eindeutig Biomasseverbrennung im Norden des amerikanischen Kontinents zugeordnet werden. Der Vergleich der genannten Datensätze gibt einen guten Überblick über den globalen Transport von Spurenstoffen, auch wenn nicht alle Details konsistent zu sein scheinen.