Ein internationales Wissenschaftlerteam aus Schweden, Norwegen, Japan und der Schweiz hat Forschungsergebnisse vorgestellt, die eine entscheidende Rolle von biologischen Partikeln, einschließlich Pollen, Sporen und Bakterien, bei der Bildung von Eis in arktischen Wolken zeigen. Diese heute veröffentlichten ErgebnisseInNaturkommunikation, haben weitreichende Implikationen für die Klimakwissenschaft und unser Verständnis des sich schnell verändernden arktischen Klimas.
Die Forschung, deren Ergebnisse die Verbindung zwischen biologischen Partikeln und der Bildung von Eis in arktischen Wolken vorgestellt haben, wurde über mehrere Jahre im Zeppelin -Observatorium auf dem abgelegenen norwegischen Archipel von Svalbard, Norwegen, in der Hocharktis durchgeführt.
Gabriel Freitas, leitender Autor und Doktorand an der Universität Stockholm, zeigte ihren innovativen Ansatz: „Wir haben diese biologischen Partikel individuell identifiziert und gezählt, indem wir eine empfindliche optische Technik, die auf Lichtversteifung abhängt, und UV-induzierte Fluoreszenz, diese Präzision abhängig ist. Diese Präzision ist essentiell, dass wir durch die Herausforderung bei der Erkennung dieser Partikel diese Partikel navigieren.
Zuckeralkohole und Pilzsporen
Die Studie befasste sich mit der saisonalen Dynamik biologischer Partikel und stellte Korrelationen mit Variablen wie Schneedeckung, Temperatur und meteorologischen Parametern fest. Darüber hinaus wurde das Vorhandensein von biologischen Partikeln durch verschiedene Methoden bestätigt, einschließlich Elektronenmikroskopie und dem Nachweis spezifischer Substanzen wie den Zuckeralkoholverbindungen Arabitol und Mannitol.
Karl Espen Yttri, leitender Wissenschaftler am Klima- und Umweltforschungsinstitut Nilu und Co-Autor der Studie, unterstrichen: „Während Arabitol und Mannitol in verschiedenen Mikroorganismen vorhanden sind, sind ihre Anwesenheit in Luft in Bezug auf Pilzsporen verwandt.
Verständnis der Eiskeimbildung
Die Quantifizierung von Eispartikeln und das Verständnis ihrer Eigenschaften erwies sich als umständliche Herausforderung. Die Forscher verwendeten zwei unterschiedliche Methoden, bei denen die Sammlung von Partikeln auf Filtern über eine Woche beteiligt war, gefolgt von einer strengen Laboranalyse.
Yutaka Tobo, Associate Professor at the National Institute of Polar Research in Japan and co-author of the study, described their strategy: “Our method can quantify the ice nucleating ability of aerosol particles immersed in water droplets at temperatures ranging from 0°C (32°F) down to about -30°C (-22°F), thereby revealing the concentration of ambient ice nucleating particles active in Arktische Wolken auf niedriger Ebene. “
Franz Conen, Research Fellow an der Universität Basel, Schweiz, fügte hinzu: „Indem wir die Filter bei einer zusätzlichen Erwärmung bei 95 ° C (203 ° F) ausgesetzt hatten, konnten wir die proteinhaltige Komponente von Eispunkten identifizieren, um Partikel zu keimieren, wobei wir Licht auf ihre potenziellen biologischen Ursprung ausschütteln.
Implikationen für die Klimaperaturen
Paul Zieger, Associate Professor an der Stockholm Universität und Co-Autor, betonte die wichtige Auswirkungen dieser Ergebnisse für die Klimawissenschaft: „Diese Forschung bietet kritische Einblicke in die Herkunft und Eigenschaften von biologischen und eisernden Partikeln in der Arktis, die es ermöglichen könnten, Klimamodellentwickler zu verbessern.
In den kommenden Jahrzehnten werden eine Erhöhung der offenen Meeresflächen und der schneebedeckten Tundra, beide Quellen biologischer Partikel in der Arktis, erwartet. Daher kann das Erwerb eines tieferen Verständnisses der Beziehung zwischen diesen Partikeln und Wolken wertvolle Einblicke in die laufenden und zukünftigen Transformationen in der Arktis liefern.
Referenz: „Regional bezogene Bioaerosole treiben Hochtemperatur-Eispartikel in der Arktis von Gabriel Pereira Freitas, Kouji Adachi, Franz Conen, Dominic Heslin-Rees, Radovan Krejci, Yutaka Tobo, Karl Espen yttri und Paustri und Paustri und Paustri, 28 September 2023,,Naturkommunikation.
Zwei: 10.1038/s41467-023-41696-7
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