Las partículas ultrafinas afectan tanto a la salud como al clima. En áreas urbanas, Se considera que el tráfico rodado es la principal fuente de partículas pequeñas. Sin embargo, Una campaña de medición a largo plazo de investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) fuera de las ciudades ha revelado una fuente que afecta particularmente al clima regional:las modernas centrales eléctricas de carbón. En el Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense , los investigadores informan cómo las emisiones de las centrales eléctricas influyen en la formación de partículas ultrafinas y qué impacto tienen estas partículas en el clima.

Aunque las partículas ultrafinas (UFP) tienen un diámetro de menos de 100 nm, tienen un impacto enorme en los procesos ambientales:"Ofrecen superficies para reacciones químicas en la atmósfera o pueden influir en las propiedades de las nubes y la precipitación como núcleos de condensación, ", dice Wolfgang Junkermann del Instituto de Meteorología e Investigación del Clima (IMK) de KIT. Para estudiar la existencia y distribución de UFP, el físico ambiental, junto con colegas australianos, realizó vuelos de medición en todo el mundo en los últimos quince años. Las mediciones también cubrieron la atmósfera fuera de los puntos críticos urbanos, en regiones concretas con tendencias notorias de las precipitaciones. En la naturaleza abierta, por ejemplo, incendios forestales, las tormentas de polvo o las erupciones volcánicas producen partículas finas, pero sobre todo no en el rango nanométrico. Los investigadores del clima encontraron que las concentraciones de UFP también aumentan constantemente en muchas áreas remotas y que el nuevo, las partículas adicionales no son de origen natural.

En el curso de sus vuelos de medición, Junkermann descubrió que estas partículas son emitidas por refinerías y centrales eléctricas de carbón. "La limpieza de los gases de escape se lleva a cabo en condiciones óptimas para la nueva formación de partículas. Se agrega amoníaco a los gases de escape para convertir los óxidos de nitrógeno en agua y nitrógeno inocuos". Como este amoníaco está disponible en la proporción de mezcla adecuada para la formación de partículas, las concentraciones en los gases de escape son extremadamente altas. Después de la emisión a 200-300 m de altura, las partículas muy pequeñas pueden extenderse a lo largo de varios cientos de kilómetros dependiendo de las condiciones meteorológicas y climáticas de la atmósfera:"Los procesos meteorológicos juegan un papel importante para los patrones temporales y espaciales de UFP, "Dice Junkermann. Durante la noche, las plumas pueden dispersarse en una fina, capa muy concentrada. "Cerca del suelo, la capa inferior se enfría, mientras que el aire más cálido permanece arriba ". Esta estratificación estable (inversión) puede romperse por el calentamiento inducido por el sol solo a la mañana siguiente. Entonces, las partículas se mezclan de nuevo hasta la superficie del suelo. Allí, las concentraciones pueden aumentar hasta dos órdenes de magnitud durante un período corto. "Esto resulta en verdaderas explosiones, los llamados eventos de partículas, "explica el investigador.

Si estas partículas entran en las nubes como núcleos de condensación, las gotas de nubes individuales inicialmente se volverán más pequeñas y se necesita más tiempo para que se forme una gota de lluvia. Como consecuencia, la distribución espacial y temporal y la intensidad de las precipitaciones se ven influidas. "Esto no necesariamente resulta en menos lluvia, las partículas pueden incluso intensificar los eventos extremos de lluvia. El viento determina dónde sucede esto ".

Para los vuelos de medición, los investigadores del clima utilizaron el avión de investigación tripulado más pequeño desarrollado por KIT en todo el mundo. El laboratorio de vuelo está equipado con instrumentos y sensores de alta sensibilidad que miden las partículas de polvo, gases traza, temperatura, humedad, viento, y balances energéticos. Junkermann y sus colegas luego compararon estos datos con observaciones meteorológicas y modelos de dispersión y transporte. "De este modo, Mientras tanto, descubrimos que las plantas de energía fósil se han convertido en las fuentes individuales más fuertes de partículas ultrafinas en todo el mundo. Influyen enormemente en los procesos meteorológicos y pueden provocar fenómenos meteorológicos extremos ".