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Heterogeneous ice nucleation on dust particles sourced from nine deserts worldwide - Part 2: Deposition nucleation and condensation freezing

Boose, Yvonne und Baloh, Philipp und Plötze, Michael und Ofner, Johannes und Grothe, Hinrich und Sierau, Berko und Lohmann, Ulrike und Kanji, Zamin A. (2019) Heterogeneous ice nucleation on dust particles sourced from nine deserts worldwide - Part 2: Deposition nucleation and condensation freezing. Atmospheric Chemistry and Physics, 19 (2), Seiten 1059-1076. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-19-1059-2019. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
16MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.5194/acp-19-1059-2019

Kurzfassung

Mineral dust particles from deserts are amongst the most common ice nucleating particles in the atmosphere. The mineralogy of desert dust differs depending on the source region and can further fractionate during the dust emission processes. Mineralogy to a large extent explains the ice nucleation behavior of desert aerosol, but not entirely. Apart from pure mineral dust, desert aerosol particles often exhibit a coating or are mixed with small amounts of biological material. Aging on the ground or during atmospheric transport can deactivate nucleation sites, thus strong ice nucleating minerals may not exhibit their full potential. In the partner paper of this work, it was shown that mineralogy determines most but not all of the ice nucleation behavior in the immersion mode found for desert dust. In this study, the influence of semi-volatile organic compounds and the presence of crystal water on the ice nucleation behavior of desert aerosol is investigated. This work focuses on the deposition and condensation ice nucleation modes at temperatures between 238 and 242 K of 18 dust samples sourced from nine deserts worldwide. Chemical imaging of the particles' surface is used to determine the cause of the observed differences in ice nucleation. It is found that, while the ice nucleation ability of the majority of the dust samples is dominated by their quartz and feldspar content, in one carbonaceous sample it is mostly caused by organic matter, potentially cellulose or proteins. In contrast, the ice nucleation ability of an airborne Saharan sample is found to be diminished, likely by semi-volatile species covering ice nucleation active sites of the minerals. This study shows that in addition to mineralogy, other factors such as organics and crystal water content can alter the ice nucleation behavior of desert aerosol during atmospheric transport in various ways.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131651/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Heterogeneous ice nucleation on dust particles sourced from nine deserts worldwide - Part 2: Deposition nucleation and condensation freezing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Boose, YvonneDLR, IPA und ETH Zürich, Schweizhttps://orcid.org/0000-0001-9495-2165NICHT SPEZIFIZIERT
Baloh, PhilippTechnische Univ. Wien, ÖsterreichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plötze, MichaelETH Zürich, SchweizNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ofner, JohannesTechnische Univ. Wien, ÖsterreichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grothe, HinrichTechnische Univ. Wien, ÖsterreichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sierau, BerkoETH Zürich, SchweizNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lohmann, UlrikeETH Zürich, SchweizNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kanji, Zamin A.ETH Zürich, SchweizNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.5194/acp-19-1059-2019
Seitenbereich:Seiten 1059-1076
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:mineral dust particles, ice nucleation
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Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik
Hinterlegt von: Voigt, Dr.rer.nat. Christiane
Hinterlegt am:29 Nov 2019 14:44
Letzte Änderung:08 Nov 2023 10:38

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