Staubmonitoring in Zentralasien

Staub Container - Standorte

Das GFZ betreibt seit Sommer 2010 in enger Kooperation mit dem Central Asian Institute of Applied Geosciences auf dem Gelände einer Feldstation der Russischen Akademie der Wissenschaften in 1.740 m Meereshöhe am Nordrand des Tien Shan eine Staubmessstation. In hoher zeitlicher Auflösung werden meteorologische Parameter sowie atmosphärische Partikelkonzentrationen für 31 Korngrößenklassen gemessen. Mit Hilfe eines ‚High-Volume Schlitz-Impaktors‘ wird außerdem die Staubfraktion > 2 µm in 3 Tagesintervallen gesammelt. In den Laboratorien des GFZ erfolgen Analysen zur mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sowie Isotopenanalysen des gesammelten Staubes. Auf Einladung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) erfolgte zwischen 2015 und 2016 eine Beteiligung am ‚Central Asian Climate Dust Experiment‘ CADEX. Im August 2017 wurde die zuvor von uns in Dushanbe betriebene Staubmessstation im Stadtbereich von Bishkek wieder in Betrieb genommen.

Motivation:
Die zonalen Westwinde der nördlichen mittleren Breiten transportieren Staub und anthropogene Emissionen über den Eurasischen Kontinent. Die Herkunftsgebiete dieser Aerosole liegen sowohl in ariden Gebieten Chinas als auch westlich des zentralasiatischen Hochgebirgsgürtels. Saisonale Variationen der Luftdruckverteilung über Eurasien als auch orographische Faktoren bedingen die Trajektorien des Staubtransports. Die atmosphärische Partikeldeposition repräsentiert eine wesentliche Komponente von Sedimenten asiatischer Seen und mariner Sedimente aus dem nördlichen Pazifik. Die äolische Komponente dieser Sedimente dokumentiert Paläovariationen der hemisphärischen atmosphärischen Zirkulation und Klimaveränderungen in den Herkunftsgebieten des Staubs innerhalb unterschiedlicher Zeitskalen. Im Rahmen des Observatorium Programms wollen wir zur Aufhellung dieser Zusammenhänge beitragen. Durch Winderosion aufgenommene geogene Mineralaerosole zeigen gesundheitsrelevante Kontaminationen durch organische Substanzen und erfahren außerdem eine Interaktion mit sauren anthropogenen Aerosolen während ihres atmosphärischen Transports. Aktuelle chemische Charakteristiken des Staubs sind seine hohen löslichen Gehalte an Nitrat, Ammonium und Phosphate. Mit der Quantifizierung dieser Gehalte erheben wir Basisdaten zur äolischen Nährstoffbelastung oligotropher zentralasiatischer Seen.

Partner:
Central Asian Institute of Applied Geosciences (CAIAG), Bishkek
Russian Academy of Sciences, Research Station (RAS), Bishkek
Kyrgyz-Russian Slavic University, Bishkek
Chinese Academy of Meteorological Sciences (CAMS), Beijing
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig
Comde-Derenda GmbH, Stahnsdorf
Laboratory of Physical Atmosphere S.U. Umarov, Academy of Sciences of Tajikistan, Dushanbe

Aktuelle Daten:
Field Station RAS
Station Bishkek City

Finanzierung CADEX:
Financial funding BMBF (01DK14014), European Union Horizon 2020 (No. 654109)

 

  • Schettler, G., Shabunin, A., Kemnitz, H., Knoeller, K., Imashev, S., Rybin, A., Wetzel, H.-U. (2014): Seasonal and diurnal variations in dust characteristics on the northern slopes of the Tien Shan – Grain-size, mineralogy, chemical signatures and isotope composition of attached nitrate. Journal of Asian Earth Sciences, 88, 257-276. | doi:10.1016/j.jseas.2014.03.019
  • Hofer, J., Althausen, D., Abdullaev, S.F., Makhmuudov,A.N., Nazarov, B.I., Schettler, G., Engelmann, R., Baars, H., Fomba, W., Müller, K., Heinold, B., Kandler, K., Ansmann, A. (accepted): Long-term profiling of mineral dust and pollution aerosol with multiwavelength polarization/Raman lidar at the Central Asian site of Dushanbe, Tajikistan: Case studies Atmospheric Chemistry and Physics. | doi:10.5194/acp-2017-559

Kontakt

Georg Schettler
Dr. Georg Schettler
Klimadynamik und Landschaftsentwicklung
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