Biogene fl&#252;chtige organische Verbindungen und deren Einfluss auf die SOA Bildung
Authors: Luttkus Marie , Hoffmann Erik , Poulain Laurent , Tilgner Andreas , Wolke Ralf 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Biogene fl&amp;#252;chtige organische Verbindungen (BVOCs) sind allgegenw&amp;#228;rtig, vielf&amp;#228;ltig und werden in der Atmosph&amp;#228;re sehr schnell oxidiert. BVOCs werden in gro&amp;#223;en Mengen durch Pflanzen, insbesondere B&amp;#228;ume, emittiert. Zu den BVOCs geh&amp;#246;ren Isopren, eine Vielzahl an Monoterpenen, Sesquiterpenen und sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen (z.B. Methanol). Infolge ihrer schnellen Oxidation durch Ozon, OH- und NO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;-Radikale beeinflussen sie die chemische Zusammensetzung der Troposph&amp;#228;re. Die Oxidation der BVOCs verringert deren Fl&amp;#252;chtigkeit, wodurch sie in der Lage sind auf bereits bestehende Partikel zu kondensieren oder neue Partikel zu bilden. Partikelneubildung und Kondensation f&amp;#252;hren zur Bildung von sekund&amp;#228;rem organischen Aerosol (SOA). BVOCs nehmen demnach eine Schl&amp;#252;sselfunktion in Bezug auf Partikelwachstum und Bildung in der atmosph&amp;#228;rischen Grenzschicht ein, wodurch sie ma&amp;#223;geblich die Partikelanzahl- und Partikelgr&amp;#246;&amp;#223;enverteilung beeinflussen. Diese wirken sich nicht nur auf die Strahlung, sondern auch auf die Wolken- und Regenbildungsprozesse aus, denn f&amp;#252;r Wolkenkondensationskeime (CCNs) m&amp;#252;ssen Partikel eine bestimmte Gr&amp;#246;&amp;#223;enordnung erreichen. Aber nicht nur die Gr&amp;#246;&amp;#223;e, sondern auch die chemische Zusammensetzung ist entscheidend.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Sowohl die Emissionsst&amp;#228;rke als auch Zusammensetzung der durch Pflanzen emittierten BVOCs ist artspezifisch, sodass die Auswirkungen auf die chemische Zusammensetzung der Troposph&amp;#228;re divers sind. Es gibt zahlreiche Faktoren, welche die BVOC-Emissionen beeinflussen und in Modellen ber&amp;#252;cksichtigt werden m&amp;#252;ssen, unter anderem die Meteorologie (strahlungs- &amp; temperaturabh&amp;#228;ngig), der Emissionsalgorithmus an sich und die verwendete Landnutzung. Die chemische Umwandlung und die SOA-Bildung h&amp;#228;ngen hingegen von dem verwendeten Mechanismus, welcher die chemischen Reaktionen in der Atmosph&amp;#228;re beschreibt und dem SOA-Modul ab.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Hier wird der Einfluss der Landnutzung und des Chemiemechanismus, inklusive SOA Modul, auf die SOA-Konzentration und Zusammensetzung vorgestellt. Es wurden Simulationen mit zwei Landnutzungsdatens&amp;#228;tzen und Chemiemechanismen durchgef&amp;#252;hrt. Einer der Landnutzungsdatens&amp;#228;tze enth&amp;#228;lt Information &amp;#252;ber 10 verallgemeinerte Landnutzungsklassen wie Misch- und Nadelwald w&amp;#228;hrend der andere Datensatz Information &amp;#252;ber 116 Baumarten und 22 weitere Landnutzungsklassen enth&amp;#228;lt. Es wird gezeigt, dass die Verwendung von verallgemeinerten Landnutzungsklassen zu einer &amp;#220;bersch&amp;#228;tzung der BVOC-Emissionen f&amp;#252;r Deutschland f&amp;#252;hren (50%), was regional zu 60% h&amp;#246;heren SOA Konzentrationen in der bodennahen Modellschicht f&amp;#252;hrt. F&amp;#252;r die Analyse der chemischen Vorg&amp;#228;nge wurde ein neuer Chemiemechanismus URMELL (Urban &amp; Remote chemistry ModELLing) entwickelt, welcher auf MOZART basiert, aber sowohl hinsichtlich anthropogener als auch biogener Substanzen deutlich verbessert wurde und eine direkte SOA-Bildung ber&amp;#252;cksichtigt. Dadurch k&amp;#246;nnen die einzelnen Reaktionspfade direkt nachvollzogen, Quellen identifiziert und genauere Informationen &amp;#252;ber die SOA Zusammensetzung geliefert werden. Als Vergleich dient der bisher verwendete Mechanismus RACM und ein auf dem 2-Produkt-Ansatz basierendes SOA Modul.&lt;/p&gt;