Wolken sind essentielle Bestandteile des irdischen Klimasystems, von Wetterphänomenen und dem Wasserkreislauf. Die mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken bestimmen das Rückstreuvermögen der Wolken im sichtbaren und infraroten Bereich des Spektrums, sowie deren Lebensdauer. Beide Effekte sind äußerst wichtig für den Einfluss der Wolken auf die Strahlungsbilanz des Systems Erde-Atmosphäre, und, zusammen mit den Niederschlagseigenschaften von Wolken, für das globale Klima. Der Einfluss von Eiswolken auf die Strahlungsbilanz der Erde ist noch immer offen, da einerseits das größere Rückstreuvermögen von Eiswolken zu einem Kühlungseffekt führen sollte, aber, da Eiswolken leichter ausfallen, sie das Gesamtrückstreuvermögen von Wolken verringern können und so, andrerseits, zu einem erwärmenden Effekt führen könnten. Bei all diesen Prozessen spielen Aerosolpartikel eine entscheidende Rolle, sei es als Wolkenkondensationskerne für flüssige Wolkentröpfchen oder als Eiskerne für die Bildung von Eiskristallen. Während die Bildung von Tröpfchen in warmen Wolken eingehend untersucht wurde, ist über Eiswolken und ihre Bildung noch viel weniger bekannt. Verschiedene Mechanismen zur Bildung von Eiskristallen sind bekannt, aber trotzdem ist die Chemie und Struktur von Eiskernen noch immer nicht ausreichend verstanden. Eiskerne können sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzung haben. Die Fähigkeit zur Eisbildung (kurz: Eiskernfähigkeit bzw. Eiskernaktivierung) von z.B. Mineralstaubpartikeln ist relativ gut untersucht, jedoch ist über kohlenstoffhältige oder biologische Partikel und deren Eiskernfähigkeit wenig bekannt.
In diesem Projekt liegt der Schwerpunkt auf den Eiskernfähigkeiten von kohlenstoffhältigen Partikeln, insbesondere auf Rußpartikeln und sekundären organischen Aerosolpartikeln. Laborstudien ihrer Eiskernfähigkeit geben oft widersprüchliche Resultate und legen nahe, dass die theoretischen Modelle der Eisnukleation in ihrem Ansatz eventuell zu stark vereinfacht sind, um die Komplexität heterogener Eiskernaktivierung zu beschreiben. Insbesondere die Darstellung der Oberfläche eines Partikels, sowie eine mögliche Zeitabhängigkeit der Eiskernaktivierung, sind noch unklar. Die Existenz so genannter ¿active sites¿, d. h. Stellen auf Partikeln, an denen sich Eis bevorzugt bildet, ist weitgehend akzeptiert. Wir planen, die Struktur und Eiskernaktivierung von Partikeln im Hinblick auf ihre ¿active sites¿im Labor unter wohl definierten Bedingungen zu untersuchen. Wir werden die Eisbildung an einer großen Vielfalt von wohl bestimmten Eiskernen unter Bedingungen bzgl. Temperatur und Kühlrate untersuchen, die auch bei der Bildung von Zirrus Wolken eine Rolle spielen.
