Chemische Komponenten des Reinluftaerosols in Abhängigkeit von Luftmassencharakter und meteorologischen Bedingungen

An einem Bergobservatorium (Wank-Gipfel, 1780 m u. M.) werden seit 1972 kontinuierliche Untersuchungen des atmospharischen Aerosols auf die anorganischen Komponenten Na+, K+, NH4+, Ca++, Cl−, SO4− –, NO3− (wasserlosliche Ionen), CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 (Mineralkomponenten) und Pb, Zn, Cd, Cu (toxische Schwermetalle) durchgefuhrt. Die Aerosole werden aus definierten Luftmengen auf Schwebstoffiltern gesammelt. – Der Probenahmeort liegt in weithin ungestorter Umgebung und zu 30–40% der Zeit uber der Austauschschicht in Reinluft. In Verbindung mit einer innerhalb des hohengestaffelten Stationsnetzes des Instituts (Garmisch-Partenkirchen 740 m/Wankgipfel 1780 m/Zugspitzgipfel 2963 m) durchgefuhrten dreidimensionalen Analyse aller meteorologischen Parameter und mit weiteren Reinluftkriterien (Zahl der Aitkenkerne, RaB-Konzentration, Vertikalaustausch) lassen sich unterschiedliche Reinluftbedingungen genau definieren und die Aerosolzusammensetzung (Matrix) dem Typ der jeweiligen Luftmasse zuordnen. – Die chemischen Analysen werden nach naschemischen Verfahren durchgefuhrt. Nur so konnen mit physikalischen Verfahren schlecht oder nicht bestimmbare, aber wichtige Komponenten, wie SiO2- und N-Verbindungen, miterfast werden. – Tabellen der wichtigsten Analysen-Ergebnisse geben fur alle Komponenten der Aerosolmatrix an: Gesamtmittelwerte im Vergleich zu Werten in extremer Reinluft, ferner die Abhangigkeit der Aerosolmatrix von steigender Gesamt-Aerosolmasse, von der Luftfeuchtigkeit und vom Luftmassen-Typ. Zugehorige Reinluftkriterien (s. o.) und einige typische Elementverhaltnisse im Aerosol im Vergleich zu denen in der Erdkruste bzw. im Meerwasser sind jeweils mit aufgefuhrt. – Es ergibt sich u.a.: SO4− – und NH4+ stellen den Hauptanteil des Aerosols. Sie sind verringert in Reinluft, wobei ein Anstieg von Na+ und CI auf einen hoheren Anteil maritimer Quellen hinweist. Wenig veranderlich ist der relative Anteil typischer Krustenelemente (Si02, A1203. Fe,O,), was auf ihre weitgehend homogenisierte, zumindest hemispharische Verbreitung und ihre Herkunft aus groserer Entfernung (aride Zonen) schliesen last. Auch Pb und Zn sind -selbst in Reinluft -signifikant mit hoher relativer Konzentration vertreten. - Hinsichtlich der Luftmassenabhangigkeit zeigt sich, das der kontinentale bzw. maritime Charakter vor allem die Gesamt-Aerosolmasse bestimmt, wahrend die Element-Matrix starker von der polaren oder tropischen Herkunft gesteuert wird. - Als Sonderfalle sind noch zwei “Durchgange” von Wustenstaub dargestellt, -namlich aus Colorado/USA und der Sahara. Sie zeigen deutlich den erwarteten drastischen Anstieg von Krustenmaterial und sein Abklingen in der Nachperiode. - Ein Werte-Vergleich der Reinluftaerosolanalysen an unserer Station mit solchen in anderen Regionen der Erde schliest die Arbeit ab.