Graduiertenschule Leipzig - LGS-CAR

freilaufenden Betrieb. Diese Arbeiten, die signifikant zur Verbesserung der Methoden zur
Beobachtung und Charakterisierung von Eispartikeln, und damit zum besseren Verständnis
von Eisnuklationsprozessen beitragen werden, werden in Form einer gemeinsam durch die
Festkörperphysik (Prof. Grundmann) und das IfT betreuten Doktorarbeit durchgeführt.
Zu 2) Das Proton ( 1 H) ist der empfindlichste Kern der NMR-Spektroskopie. Dieser Umstand
erlaubt die hochempfindliche Bestimmung absoluter Stoffmengen und Massen z.B.
kristallinen Wassers, und damit die Verwendung von NMR-Techniken zur Messung der
Masse bzw. des Massenzuwachses von Eispartikeln. Hierbei ist auch die Unterscheidung
zwischen gasförmigem/flüssigem Wasser und kristallinem Eis anhand der stark
unterschiedlichen Linienbreiten der verschiedenen Phasen im NMR-Spektrum möglich (z.B.
Bloembergen et al. 1948, Sparrmann et al. 2004). In der ersten Phase des Projektes wird
das Wachstum einzelner Eiskristalle im Hochfeld NMR Spektrometer an der Universität
Leipzig untersucht werden. Dazu sollen die Detektion und Quantifizierung sowie
Messparameter wie z.B. Probenkopfsetup und Umgebungsbedingungen optimiert werden. In
der zweiten Phase sollen die gewonnenen Erkenntnisse in eine zu entwickelnde, mobile
Anordnung (Magnet, Anregungs- und Detektionsspule und Spektrometer übernommen
werden, mit der am Ausgang von LACIS, am Partikelensembel, die Masse der gebildeten
und aufgewachsenen Eispartikel als Funktion der eingestellten Randbedingungen (z.B.
Eisübersättigungen) untersucht wird. Diese Untersuchungen, die tiefe und dringend nötige
Einblicke in die Wachstumsraten von Eiskristallen ermöglichen, werden im Rahmen einer
weiteren gemeinsam durch die Festkörperphysik (Prof. Haase) und das IfT betreuten
Doktorarbeit durchgeführt werden.
Die Schnittstellen zwischen den Arbeitsgebieten AG1 – AG5 werden im Strukturkonzept zur
Graduiertenschule erläutert.
3. Ablaufplan
In dieser ersten Leipziger Graduiertenschule „Wolken, Aerosole & Strahlung“ ist eine
Vorlaufphase geplant, um die geplante Graduiertenschule einzurichten. Hierzu gehört neben
der Betreuungsstruktur auch die Infrastruktur, d.h. die Nutzung der Labore der Universität
und des IfT sowie die Nutzung der Modellketten.
a) Vorlaufphase (1 Jahr)
Die folgenden Arbeitspunkte sollen vom Betreuerteam aus Universität und Leibniz-
Einrichtung gemeinsam bearbeitet werden um das Zusammenwirken der experimentellen
und modellierenden Anteile zu etablieren und zu dokumentieren.
• Vorbereitung und Test der polarimetrischen Radiometer des LIM und Anpassung der
Strahlungstransportmodelle an den experimentellen Aufbau.
• Installation des globalen Aerosol-Klimamodells ECHAM6-HAM und Entwicklung von
Schnittstellen zur Regionalmodellierung mit COSMO-MUSCAT
• Planung der kontinuierlichen bodengebundenen Wolken- und Aerosolmessung in
Zusammenarbeit mit dem Meteorologischen Observatorium Lindenberg.
• Zusammenstellung der verfügbaren Aerosolprodukte aus Satellitenmessungen über
See und über Land. Identifizierung vom Mineralstaubereignissen.
• Vorbereitung der vier genannten Experimentlinien für die physikochemischen
Untersuchungen von Mineralstaubpartikeln mit wichtigen Spurengasen. Vorbereitung
zur Präparation und Handhabung von Mineralstaubpartikel und ihrer Beschichtung in
den eingebrachten Experimenten.
• Einarbeitung in den Experimentplan des Wolkenlabors. Das Betreuerteam soll die
Methodik zur Erzeugung von definierten Aerosolpartikeln und der Untersuchung ihres
Aktivierungs- und Gefrierverhaltens kennenlernen.