Målsättningen med detta projekt är studera hur ispartiklar bildas och hur dessa partiklar påverkar atmosfärens kemiska sammansättning.Partiklar i atmosfären har en stark påverkan på jordens klimat. Partiklarna sprider ljus från solen och infraröd strålning från jorden.Partiklarna påverkar också bildningen av moln i atmosfären. Vi har idag en mycket begränsad förståelse av hur aerosolpartiklar inverkar på bildning och egenskaper hos moln. Detta är den enskilt största orsaken till att vi har svårt att förutsäga hur framtidens klimat kommer att gestalta sig.
Förekomsten av ispartiklar i moln har stark påverkan på mängden nederbörd och på molnens ljusspridande effekter. Man vet idag mycket lite om de processer som leder till bildning av ispartiklar i atmosfären. Ispartiklar kan bildas via två olika frysningsprocesser: om vätskedroppar underkyls till -45 grader eller lägre temperaturer fryser de spontant vilket kallas homogen nukleation. Vid högre temperaturer kan frysning istället ske genom så kallad heterogen nukleation. I detta fall startar frysningsprocessen i kontakten mellan vätskan och fasta aerosolpartiklar i vätskedroppen. Olika typer av aerosolpartiklar är olika effektiva i att inducera frysning och andra föroreningar som till exempel organiska ämnen kan ha stor effekt på frysningsprocessen. Vi vet idag mycket lite om vilken effekt utsläpp från mänskliga aktiviteter har på bildningen av is i moln.
Ispartiklar i atmosfären inverkar också på kemiska processer. Det finns nu starka bevis för att troposfären värms upp som en följd av utsläpp av växthusgaser. Uppvärmningen av atmosfärens nedre del leder i sin tur till att stratosfären (15-50 km höjd) och mesosfären (50-90 km) kyls av. Avkylningen ger upphov till ökad molnbildning i atmosfärens övre delar. På hög höjd (82-86 km) bildas så kallade nattlysande moln. Den ökade förekomsten av nattlysande moln kan ses som en tidig indikation på att klimatförändringar håller på att ske. I stratosfären blir konsekvensen av ökad molnbildning att uttunningen av ozonskiktet förstärks ytterligare och att "ozonhålen" över polerna förvärras. Ytan på molnens ispartiklar fungerar som en katalysator och förändrar stratosfärens kemiska sammansättning. Klorinnehållande ämnen omvandlas till nya former som är aktiva i nedbrytningen av ozon. Dessutom binds salpetersyra i partiklarna vilket ytterligare förändrar ozonkemin i negativ riktning.
Målsättningen med detta projekt är att öka förståelsen dels för de processer som leder till bildning av ispartiklar i atmosfären och dels för reaktioner som sker på ispartiklars ytor. Vi utför laboratorieexperiment där reaktioner på isytor karaktäriseras i detalj. Särskilt vikt läggs vid ytprocesser som sker i stratosfären och i övre delarna av troposfären (ca 10-30 km höjd). Två större laboratorierutrustningar har byggts vid Institutionen för kemi, Göteborgs Universitet, för studier av ytreaktioner. Vi gör också detaljerade laboratorieexperiment där bildning av ispartiklar studeras. En ny så kallad elektrodynamisk våg kommer att konstrueras under den kommande projektperioden för att studera enskilda "leviterade" molndroppar eller ispartiklar. Särskild vikt kommer att läggas vid vilken effekten olika typer av aerosolpartiklar och organiska föroreningar har på frysningprocessen. Datorsimuleringar av ytreaktioner och frysning utförs också som ett komplement till de experimentella studierna. Resultaten från experiment och simuleringar används i nästa steg för att förbättra modeller för stratosfärens kemi och modeller för bildning av ispartiklar i atmosfären.