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Frostblumen - troposphärisches Eis in einer ganz besonderen Form

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Jacobi, H. W. , Kaleschke, L. and Richter, A. (2004): Frostblumen - troposphärisches Eis in einer ganz besonderen Form , Workshop 'Die troposphärische Eisphase', TROPEIS II, 10-11 Nov., Frankfurt, Germany. .
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Frostblumen (frost, salt oder ice flowers) sind weit verbreitete Gebilde auf jungem Meereis in der Arktis und Antarktis. Während der kalten Jahreszeit entstehen sie bei niedrigen Windgeschwindigkeiten auf praktisch jeder zugefrorenen Polynya. Ihre Bildung umfasst eine Reihe von komplexen Stufen, die zu außergewöhnlichen Eigenschaften führen. Es sind sehr zerbrechliche Gebilde, die durch ihre sehr hohen spezifischen Oberflächen prädestiniert sind für den Austausch von Spurenstoffen mit der Atmosphäre. Die bisherigen, sehr begrenzten Untersuchungen zeigen, dass Frostblumen einzigartige chemische Zusammensetzungen aufweisen.Frostblumen haben in jüngerer Zeit das wissenschaftliche Interesse auf sich gezogen, da sie in verschiedenen atmosphärischen Prozessen in der Atmosphäre eine wichtige Rolle spielen. Außerdem ist es mittlerweile möglich, mit Frostblumen bedeckte Gebiete mit Hilfe von Fernerkundungsdaten zu identifizieren. Dadurch sind Frostblumen in den Blickpunkt als mögliche Quellen von Brom-Atomen geraten. Nach der Polarnacht werden in der Arktis und Antarktis häufig Episoden beobachtet, in denen das Ozon in der bodennahen Grenzschicht teilweise oder komplett verschwunden ist. Seit Jahren ist bekannt, dass dieser Abbau ähnlich wie in der Stratosphäre durch katalytische Zyklen erfolgt, an denen Brom-Atome beteiligt sind. Die Produktion der Brom-Atome kann effektiv durch heterogene Reaktionen aus dem Bromid des Seesalzes erfolgen. An welchen Oberflächen (offenes Meer, Schnee, Aerosole usw.) diese Produktion jedoch stattfindet, ist bislang ungeklärt. Da Frostblumen verglichen mit Meerwasser erhöhte Bromid-Konzentrationen aufweisen, stellen sie ideale Oberflächen für die Produktion von Brom-Atomen dar. Tatsächlich wurde festgestellt, dass eine gute räumliche Übereinstimmung zwischen dem Auftauchen von Frostblumen und erhöhten BrO-Konzentrationen (BrO ist ein Nebenprodukt des katalytischen Ozonabbaus) sowohl in der Arktis als auch in der Antarktis besteht.

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