Einleitung

Aerosolpartikel beeinflussen mit ihrer Größenverteilung, ihrer Anzahl und ihrer chemischen Zusammensetzung die Mikrophysik der Wolken (z. B. Anzahl und Größe der Tropfen, Niederschlagsbildung, Aggregatzustand der Hydrometoren). Darüber hinaus fungieren Wolken als chemische Reaktionskammern, in denen Gase und Partikel gespült und verändert werden. Die Komplexität der beteiligten Wolkenprozesse hat die Forscher davon abgehalten, alle Aspekte der Mehrphasenchemie und -mikrophysik gleichzeitig und mit gleicher Strenge zu behandeln. Die Beschreibung der Wolkenprozesse in den derzeit verfügbaren Boxmodellen und Eulerschen Gittermodellen (Wolken- oder Mesoskalenmodelle) konzentriert sich entweder auf die detaillierte Mikrophysik oder die komplexe Mehrphasenchemie. Die chemischen Umsetzungen in der flüssigen Phase werden nur in wenigen aggregierten Tropfenklassen beschrieben (z.B. Chaumerliac et al., 2000), oder es werden stark vereinfachte chemische Mechanismen verwendet (z.B. Wurzler et al, 2000).

Ziel des vorliegenden Projekts ist die Entwicklung eines Wolkenmoduls, das eine komplexe Mehrphasenchemie mit detaillierter Mikrophysik kombiniert. Die Beschreibung beider Komponenten ist für ein fein aufgelöstes Tropfenspektrum gegeben. Eine effiziente numerische Lösung des gesamten komplexen Modells erfordert dringend die Entwicklung neuer numerischer Modelle (Wolke et al., 2000). Der Einfluss von Vereinfachungen innerhalb der einzelnen Komponenten und die Art ihrer Kopplung auf die Simulationsergebnisse soll für verschiedene troposphärische Situationen untersucht werden. Im Rahmen des Verbundprojektes werden Techniken bereitgestellt und getestet, die die Beschreibung komplexer Mehrphasenchemie und detaillierter Mikrophysik in mehrdimensionalen Chemie-Transport-Modellen ermöglichen. Die Entwicklung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem gemeinsamen Wolkenexperiment-Projekt FEBUKO (Herrmann et al.).