Reactive trace gases / Department of Physical Geography and Ecosystem Science

Die terrestrische Biota spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der atmosphärischen Zusammensetzung und des Klimas. Oberflächenalbedo und Energieverteilung sind ein etablierter Bestandteil von Klimamodellen. In jüngerer Zeit sind biogeochemische Klimarückkopplungen durch den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit gerückt; Ein großer Teil der prognostizierten reduzierten globalen Kohlenstoffsenke am Ende des 21. Aber auch immer mehr Studien zeigen, dass über CO2 hinaus atmosphärisch schnell reaktive Substanzen, die von der terrestrischen Biota emittiert oder verbraucht werden, auch durch Vegetationsbrände, eine bedeutende Rolle für unser Verständnis des Klimasystems spielen.

Stoffe wie biogene flüchtige organische Verbindungen (BVOC), die verschiedenen Stickoxide, kohlenstoffhaltige Partikel, Ozon oder Methan wirken in der Atmosphäre entweder direkt als Treibhausgase und Aerosole oder als wichtige Vorläufer für Treibhausgase und sekundäre organische Aerosole. Es besteht ein breiter Konsens über die Notwendigkeit einer Quantifizierung ihrer regionalen Quellen und Senken, ihrer Verbindung zum terrestrischen Kohlenstoffkreislauf und ihrer Reaktion auf Klima- und Landbedeckungs- / Landnutzungsänderungen.

Aus diesem Grund werden zunehmend dynamische globale Vegetationsmodelle entwickelt, um ihre Fähigkeit zur Simulation von Emissionen von Nicht-CO2-Spurengasen zu verbessern. Dies beinhaltet die Darstellung des gesamten terrestrischen Stickstoffkreislaufs und damit der Emissionen von Stickoxiden, Emissionen von BVOC, Berücksichtigung von Feuchtgebieten und Methanemissionen, und Einbeziehung von Feuer als natürlich- oder anthropogen verursachtes episodisches Ereignis.

Abbildung 1.Simulierter zukünftiger Blattflächenindex und Wald-Isopren-Emissionen an einem Standort in Südschweden mit dem dynamischen globalen Vegetationsmodell LPJ-GUESS. Gezeigt werden nur simulierte Baumarten, die Isopren-Emitter sind; die Simulation berücksichtigt die

Die Modellierung von Spurengasemissionen ist nicht nur für zukünftige Chemie-Klima- und Chemie-Klima-Feedback-Studien wichtig. Ebenso wichtig ist es, vergangene Umgebungen zu berücksichtigen, um holozäne Berechnungen terrestrischer Emissionen zu verbessern, die sich auf auswirken, e.g., den Gehalt an Oxidationsmitteln in der Atmosphäre und damit die Lebensdauer und Konzentration von Methan, die vorindustrielle Belastung durch O3 und damit den gegenwärtigen anthropogenen Strahlungsantrieb sowie Schätzungen der kontinentalen und SOA-Partikelkonzentrationen, die die Wolkenphysik beeinflussen.

Abbildung 2. Ein Partikelkeimungsereignis, das im Juni 2005 im Stordalen-Moor in subarktischem Schweden aufgezeichnet wurde.

Die Aktivitäten der INES konzentrierten sich in den letzten Jahren auf:

• messungen von Boden-, Blatt- und Ökosystem-BVOC-Emissionen, um die Prozesse zu untersuchen, die diese Emissionen steuern, die Variation, die in Bezug auf die Vegetationszusammensetzung gefunden werden kann, und um Daten für die Modellauswertung beizutragen.
• Messungen der Aerosolpartikel- und Luftionengrößenverteilung und -anzahlkonzentration in Reinluftumgebungen, um mögliche Zusammenhänge mit BVOC-Emissionen zu untersuchen.
• Simulation von BVOC- und Brandemissionen von Jahren bis Jahrtausenden als Reaktion auf den Klimawandel und Änderungen der atmosphärischen CO2-Konzentration
• Untersuchung der Auswirkungen der Vegetationszusammensetzung auf die BVOC-Emissionen

Wir haben gerade erst begonnen, auch Auswirkungen des Klimawandels auf den Stickstoffkreislauf des Ökosystems zu untersuchen, und werden in den kommenden Jahren verstärkt Aspekte der Landbedeckung / Landbewirtschaftungsänderung in unsere Analysen einbeziehen.

Abbildung 3.Isopren-Flussmittel im Moor von Stordalen.

Abbildung 4.Installation des mobilen Labors für BVOC- und Aerosolmessungen im Moor von Stordalen.