As partículas ultrafinas afetam a saúde e o clima. Em áreas urbanas, o tráfego rodoviário é considerado a principal fonte de pequenas partículas. Contudo, uma campanha de medição de longo prazo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) fora das cidades revelou agora uma fonte que afeta particularmente o clima regional:modernas usinas elétricas movidas a carvão. No Boletim da American Meteorological Society , os pesquisadores relatam como as emissões das usinas influenciam a formação de partículas ultrafinas e qual o impacto dessas partículas no clima.

Embora as partículas ultrafinas (UFP) tenham um diâmetro inferior a 100 nm, eles têm um enorme impacto nos processos ambientais:"Eles oferecem superfícies para reações químicas na atmosfera ou podem influenciar as propriedades das nuvens e da precipitação como núcleos de condensação, "diz Wolfgang Junkermann, do Instituto de Meteorologia e Pesquisa Climática (IMK) do KIT. Para estudar a existência e distribuição da UFP, o físico ambiental, junto com colegas australianos, fez voos de medição em todo o mundo nos últimos quinze anos. As medições também cobriram a atmosfera fora dos pontos críticos urbanos, em regiões específicas com tendências de precipitação conspícuas. Em natureza aberta, por exemplo, incêndios florestais, tempestades de poeira ou erupções vulcânicas produzem partículas finas, mas principalmente não na faixa nanométrica. Os pesquisadores do clima descobriram que as concentrações de UFP também aumentam constantemente em muitas áreas remotas e que as novas, partículas adicionais não são de origem natural.

No decurso de seus voos de medição, Junkermann descobriu que essas partículas são emitidas por usinas termoelétricas e refinarias. "A limpeza dos gases de escape ocorre em condições ideais para a nova formação de partículas. A amônia é adicionada aos gases de escape para converter óxidos de nitrogênio em água e nitrogênio inofensivos." Como essa amônia está disponível na proporção certa de mistura para a formação de partículas, as concentrações nos gases de escape são extremamente altas. Após a emissão a 200 - 300 m de altura, as partículas muito pequenas podem se espalhar por várias centenas de quilômetros dependendo das condições meteorológicas e climáticas na atmosfera:"Os processos meteorológicos desempenham um papel importante para os padrões temporais e espaciais da UFP, "Junkermann diz. Durante a noite, plumas podem se dispersar em uma fina, camada altamente concentrada. "Perto do solo, a camada inferior é resfriada, enquanto o ar mais quente permanece acima. "Esta estratificação estável (inversão) pode ser quebrada pelo aquecimento induzido pela luz do sol apenas na manhã seguinte. Então, as partículas são misturadas novamente até a superfície do solo. Lá, as concentrações podem aumentar em até duas ordens de magnitude por um curto prazo. "Isso resulta em verdadeiras explosões, os chamados eventos de partículas, "explica a pesquisadora.

Se essas partículas entrarem nas nuvens como núcleos de condensação, as gotículas de nuvem individuais inicialmente se tornarão menores e levará mais tempo para que uma gota de chuva se forme. Consequentemente, a distribuição espacial e temporal e a intensidade da precipitação são influenciadas. “Isso não resulta necessariamente em menos chuvas, as partículas podem até intensificar eventos extremos de chuva. O vento determina onde isso acontece. "

Para os voos de medição, os pesquisadores do clima usaram a menor aeronave de pesquisa tripulada desenvolvida pelo KIT em todo o mundo. O laboratório voador está equipado com instrumentos e sensores altamente sensíveis que medem partículas de poeira, gases traço, temperatura, umidade, vento, e balanços de energia. Junkermann e seus colegas compararam esses dados com observações meteorológicas e modelos de dispersão e transporte. "Desta maneira, descobrimos que as usinas fósseis se tornaram, entretanto, as fontes individuais mais fortes de partículas ultrafinas em todo o mundo. Eles influenciam maciçamente os processos meteorológicos e podem causar eventos climáticos extremos. "