Ausgezeichnete Abschlussarbeiten 2010/2011 - Johannes ...

Inhalt der Dissertation
Marco Brands hat in seiner Arbeit ein flugzeuggetragenes Laserablations-Einzelpartikel-
Massenspektrometer von Grund auf entworfen, charakterisiert und auf verschiedenen
Feldmesskampagnen eingesetzt. Das ALABAMA (Aircraft-based Laser ABlation Aerosol
MAss Spectrometer) ist in der Lage, die chemische Zusammensetzung und Größe einzelner
Aerosolpartikel im Submikrometer-Bereich (135-900 Nanometer) zu untersuchen.
Das Instrument konzipierte er so, dass es auf dem neuen Höhenforschungsflugzeug
HALO und anderen mobilen Plattformen eingesetzt werden kann. Dafür wurden alle
Komponenten in einem Rahmen mit einem Volumen von weniger als 0,45 Kubikmetern
untergebracht. Mit einem Gesamtgewicht von unter 150 Kilogramm einschließlich des
Rahmens ist es das kleinste und leichteste Instrument seiner Art. „Die Effizienzmessungen
zeigten, dass bis zu 86 Prozent der vorhandenen Aerosolpartikel erfolgreich
detektiert und größenklassifiziert werden“, berichtet Brands. Die sehr hohe Effizienz ist
insbesondere für Messungen in großer Höhe entscheidend, da dort zum Teil nur sehr
geringe Partikelkonzentrationen vorliegen.
Erste Messungen an Bord eines ATR-42-Forschungsflugzeugs ergaben einen umfassenden
Datensatz von Aerosolpartikeln innerhalb der planetaren Grenzschicht. Das ALABA-
MA konnte unter harten physischen Bedingungen verlässlich und präzise betrieben werden.
Die Partikel ließen sich zuverlässig in acht chemische Klassen unterteilen, einzelne
Klassen konnten bestimmten Quellen zugeordnet werden. So ließen sich beispielsweise
Partikel mit starker Natrium- und Kaliumsignatur eindeutig auf die Verbrennung von
Biomasse zurückführen.
Fazit: ALABAMA ist ein wertvolles Instrument, um Partikel vor Ort zu charakterisieren
und unterschiedlichste wissenschaftliche Fragestellungen, insbesondere im Bereich der
Atmosphärenforschung, zu untersuchen.
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