aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

UP 20 Atmosphäre und Messtechnik
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 118
Fachvortrag UP 20.1 Di 16:30 HS 118
Gaschromatographische Messung organischer Nitrate in der
Troposphäre durch Kopplung von Massenspektrometer und
Chemolumineszenzdetektor — •Robert Wegener, Djuro Mihelcic
und Andreas Wahner — Institut für Chemie und Dynamik
der Geosphäre, ICG-II: Troposphäre, Forschungszentrum Jülich, Jülich
Organische Nitrate, die Ester der Salpetersäure, entstehen primär
durch die Addition von Stickstoffmonoxid an Peroxyradikale, den Oxidationsprodukten
der Kohlenwasserstoffe. Die Analyse der aus einem Kohlenwasserstoff
gebildeten Nitrate ist somit eine indirekte Methode zur
Untersuchung der Peroxyradikalchemie.
Zur Detektion werden die Nitrate an einem Goldkonverter reduktiv
gespalten und das dabei entstehende Stickstoffmonoxid nach einer Reaktion
mit Ozon im Chemolumineszenzdetektor nachgewiesen. Die neuartige
Kopplung von Chemolumineszenzdetektor und Massenspektrometer
ermöglicht die selektive Detektion von Nitraten und liefert zusätzliche
Informationen über unbekannte Verbindungen.
Im Rahmen der ECHO-Kampagne (Emission und CHemische Umwandlung
biogener flüchtiger Organischer Verbindungen) im Sommer
2003 wurden mit dieser Apparatur Nitrate analysiert. Erste Ergebnisse
der Messkampagne werden hier präsentiert. Da die Messungen in einem
Waldgebiet erfolgten, stehen die Abbauprodukte von Isopren, dem
wichtigsten biogenen Kohlenwasserstoff, im Mittelpunkt der Arbeit. Referenzsubstanzen
zur Identifizierung unbekannter Nitrate, die sonst nur
schwer zugänglich sind, wurden in einem Photoreaktor oder auf synthetischem
Weg hergestellt.
Fachvortrag UP 20.2 Di 16:45 HS 118
HOx- und HONO Konzentrationen in und über einem
Mischwaldbestand — •Lutz Rupp, Manfred Siese, Jörg
Kleffmann, Andreas Hofzumahaus, Eric Schlosser und
Frank Holland — Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre
II: Troposphäre, Forschungszentrum Jülich, Leo Brandt Strasse, 52425
Jülich
Im Rahmen der ECHO Feldmesskampagne im Sommer 2003 in Jülich
wurden in und über einem Mischwaldbestand atmosphärische OH− und
HO2-Radikalkonzentrationen gemessen. Der Abbau durch OH− Radikale
ist die wichtigste Senke für biogen in die Atmosphäre eingebrachte
organische Spurengase.
Mit einem neuentwickelten, sehr kompakten Instrument konnte mittels
laser-induzierter Fluoreszenz (LIF) auf einer fahrbaren Plattform vom
Waldboden bis in Höhen von 38 m erstmals Vertikalprofile von OH− und
HO2−Radikalkonzentrationen bestimmt werden. Parallel dazu wurden
ebenfalls HONO, NOx und J(HONO) mit hoher Präzision gemessen,
so dass erstmals eine umfassende Quantifizierung des photostationären
Gleichgewichts von HONO möglich ist.
Ein interessanter Aspekt ist die ungewöhnlich hohe HONO Konzentration
oberhalb der Waldkrone um die Mittagszeit, die auf eine
starke Quellstärke bei Tag hindeutet. Dabei liefert die Photodissoziation
von HONO einen, mit bis zu 50%, beträchtlichen Beitrag zur
HOx−Produktionsrate.
Fachvortrag UP 20.3 Di 17:00 HS 118
Latitudinal cross section of tropospheric and stratospheric
NO2 measured by ship borne multi axis DOAS — •Magdalini-
Anastasiia Halasia 1 , Roman Sinreich 1 , Jens Bossmeyer 2 ,
Andreas Heck 1 , Udo Friess 3 , Thomas Wagner 1 , and Ulrich
Platt 1 — 1 IUP Heidelberg — 2 FZ Juelich — 3
We present first results of ship borne multi axis (MAX-) DOAS measurements
of NO2, performed on board of the Polarstern research vessel
on a cruise from Bremerhaven to Antarctica between October 2002 and
February 2003. The MAX-DOAS technique allows to separate tropospheric
from stratospheric trace gas column giving the ability to determine
the abundance of NO2 in the mid-latitudinal, tropical and polar
marine troposphere. Furthermore we compare our measurements with
observations performed on a similar cruise in 2001/2002.
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Fachvortrag UP 20.4 Di 17:15 HS 118
Retrieval of a NO2 altitude profile by using MAX-DOASmeasurement
— •Roman Sinreich, Barbara Dix, Chistoph v.
Friedeburg, Udo Frieß, Magdalini Halasia, Suniti Sanghavi,
Thomas Wagner und Ulrich Platt — IUP Heidelberg
¿From May through September 2003 Multi-Axis(MAX)-DOAS-
Measurements using scattered sunlight have been performed at the Institute
of Environmental Physics in Heidelberg (Germany, 49.25 ◦ N, 8.42 ◦
E) to determine local NO2 and O4 slant column densities. The instrument
was mainly pointing westward in direction of the city of Mannheim, since
this region is expected to contain the highest concentrations of NO2 due
to the high traffic and industrial activity.
Several elevation angles were chosen to observe the atmosphere along
different viewing directions. Air mass factors for several aerosol scenarios
were modelled using the radiative transfer model Tracy. A detailed study
was performed exemplarily for a clear afternoon (14 th of July 2003) comparing
measurements of O4 and NO2 with corresponding model results
to find the best matching profile both for aerosols and NO2-values.
Due to the combination of MAX–DOAS measurements with the radiative
transfer model the quantitative estimation of the total mixing ratio
of trace gases is now possible opening a wide worldwide field for this
technique in future.
Fachvortrag UP 20.5 Di 17:30 HS 118
Results of an Indoor DOAS-Tomography Validation Experiment:
On the Ability to Reconstruct 2D-Trace Gas Concentration
distributions from Simultaneous Longpath- DOAS Measurements
using up to 40 light paths. — •A. Hartl, V. Knab,
T. Läpple, K.-U. Mettendorf, B. C. Song, U. Platt, and I.
Pundt — Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, INF 229,
69120 Heidelberg
DOAS-Tomography combines DOAS measurements yielding average
concentrations along long light paths and tomographic methods to retrieve
the spatial concentration distribution. To validate its techniques
an indoor experiment was performed in August 2003 under well defined
conditions. Cylinders filled with NO2 were used to assess the possibility to
reconstruct local 2D-distributions using up to about 40 light paths. Here
we present first reconstruction results and compare them to simulations
using different measures to quantify the quality of the reconstruction.
Sensitivity to measurement errors and to the number of light paths are
discussed.
Fachvortrag UP 20.6 Di 17:45 HS 118
First results of an indoor DOAS tomography validation campaign
using Multibeam Long Path Systems — •Kai-Uwe Mettendorf,
Andreas Hartl, Christian Kunz, Ulrich Platt, and
Irene Pundt — Institut für Umweltphysik; Universität Heidelberg
For tomographic DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy)
measurements simultaneous measurements along different
light paths are needed to discern spatial concentration fields from their
temporal variations. Here we present a new Longpath DOAS system
called Multibeam DOAS (MB-DOAS), which allows the simultaneous
measurement along up to six different light paths. In addition, results
from an indoor-DOAS-tomography validation campaign using three of
these instruments are shown.
The MB-DOAS consists of a Newton telescope for the transmission and
collection of the light beams. The received light of the beams is coupled
into different fibers which direct the light to a spectrograph connected
with a CCD detector. In order to change the angle between the different
light beams mirrors are mounted in front of the telescope. To test
the suitability of this instrument for tomographic DOAS measurements
a validation campaign was performed in August 2003