aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Fachvortrag UP 20.7 Di 18:00 HS 118
MAPPING OF TRACE GAS CONCENTRATION DISTRI-
BUTIONS BY DOAS-TOMOGRAPHY — •Irene Pundt 1 ,
Marco Bruns 2 , John Burrows 2 , Christoph v. Friedeburg 1 ,
Claudia Hak 1 , Andreas Hartl 1 , Klaus-Peter Heue 1 , Christian
Kunz 1 , Thomas Laepple 1 , Kai-Uwe Mettendorf 1 ,
Wei-Der Lee 1 , Ulrich Platt 1 , Andreas Richter 2 , Bing-Chao
Song 1 , Thomas Wagner 1 , and Ping Wang 2 — 1 Institut fuer
Umweltphysik, Universitaet Heidelberg — 2 Institut fuer Umweltphysik,
Universitaet Bremen
DOAS Tomography is a technique for spatially resolved measurements
of trace gas distributions. Column densities of one or several trace gases
are measured by DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy)
along multiple light paths, and inverted to concentration distributions
by tomographic inversion. The technique will help to investigate trace
gas emissions and atmospheric parameters responsible for the spatial and
temporal variations of these trace gases. In the framework of the German
BMBF project Tom-DOAS and the European project FORMAT, we conduct
tomographic measurements from the ground and from aircraft. New
instruments are developed. In addition computer tools are developed to
optimise instrumental configurations and to invert the measurements. An
overview will be given on the Tom-DOAS technique and its capabilities.
UP 21 Aerosol und Messtechnik
Fachvortrag UP 20.8 Di 18:15 HS 118
Emissions- und Immissionsmessungen von C2-C12-
Kohlenwasser-stoffen — •Bernhard Mittermaier und
Dieter Klemp — ICG-II, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
Für die Bestimmung der C2-C12 - Kohlenwasserstoffe sowie verschiedener
oxygenierter Verbindungen in Luft wurde ein gaschromatographisches
System mit kryogener Anreicherung entwickelt. Die Verwendung einer
langen Kapillarsäule und eines angepassten Temperaturprogrammes erlaubt
die Bestimmung von 150 Substanzen. Neben der Quantifizierung
durch Flammenionisation wird zur Identifizierung auch ein Massenspektrometer
verwendet. Die meisten Substanzen sind in Konzentrationen
ab 10 pptV bestimmbar; C2-Kohlenwasserstoffe und oxygenierte Verbindungen
haben etwas höhere Bestimmungsgrenzen. Externe Steuergeräte
erlauben einen automatisierten Betrieb.
Das Forschungszentrum Jülich setzt das System seit 1993 bei verschiedenen
Messkampagnen und BMBF-Projekten (SLOPE, BERLIOZ,
EVA, MOBINET, ECHO) zur Messung von Immissionen und Emissionen
ein. Beispiele sind die Charakterisierung biogener Emissionen in einem
Mischwaldbestand, die Untersuchung der Atemluft kranker und gesunder
Probanden sowie die Charakterisierung von Kfz-Abgasen on-board
und am Prüfstand. Die Kombination von Immissions- und Emissionsmessungen
mit einem Messsystem ermöglicht Quellzuordnungen mittels
CMB-Analyse.
Zeit: Dienstag 16:30–18:45 Raum: HS 221
Fachvortrag UP 21.1 Di 16:30 HS 221
Multi-angle absorption photometry - a new method for the measurement
of aerosol light absorption and atmospheric black carbon
— •Andreas Petzold 1 and Hansgerd Kramer 2 — 1 Institut
für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Oberpfaffenhofen, 82234 Wessling — 2 Thermo ESM Andersen Instruments,
Frauenauracher Str. 96, 91056 Erlangen
A new method is presented which determines the aerosol light absorption
from the simultaneous measurement of radiation passing through
and scattered back from a particle-loaded fibre filter. The measurement
is performed at three detection angles to resolve the influence of light scattering
aerosol components on the angular distribution of the back scattered
radiation. The fraction of light absorbed by the deposited aerosol
(absorbance ABS) is obtained from a radiative transfer scheme. The
compensation of light scattering effects in filter-based aerosol absorption
measurements is considerably improved. The detection limit is 3.5
× 10 −4 absorbance units. The uncertainty of the absorbance is ± 12%.
The evaluation of the method using field data yielded an average mass
specific absorption coefficient of 9.1 - 10.7 m 2 /g at λ = 0.55 µm for atmospheric
black carbon in urban air. Agreement between particle absorption
coefficients obtained by multi-angle absorption photometry and optical
in situ reference methods is very good for various aerosol types (kersone
flame, graphite, ambient aerosol). First background air measurements at
the high-alpine site Jungfraujoch demonstrate the applicability of the
method also to clean background air.
Fachvortrag UP 21.2 Di 16:45 HS 221
Entwicklung und Charakterisierung eines Expansions-
Kondensationskernzählers — •Andreas Kürten 1 , Joachim
Curtius 1 , Björn Nillius 1 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Institut
für Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Becherweg 21, 55099 Mainz — 2 Max-Planck-Institut für Chemie,
Becherweg 27, 55128 Mainz
Im Rahmen des Vortrags wird ein neuartiger, vollautomatisierter
Expansions-Kondensationskernzähler vorgestellt.
Das Gerät verwendet Wasser als Betriebsmittel. Die Bestimmung der
Teilchenanzahlkonzentration erfolgt entweder durch Messung der Extinktion
(bei hoher Partikelkonzentration) oder der Streuintensität (bei geringer
Partikelkonzentration) von Laserlicht (λ=670nm).
Das Gerät bestimmt die absolute Aerosolanzahlkonzentration. Nach
der Expansion wird der durch die anwachsende Aerosolpopulation resultierende
Intensitätsverlauf des Laserlichts aufgezeichnet. Mit Hilfe der
Mie-Theorie errechnet sich daraus die Partikelkonzentration.
Im zweiten Teil des Vortrags werden Vergleichsmessungen zwischen einem
kommerziell erhältlichen Kondensationskernzähler (3025A UCPC,
167
TSI Inc.) und unserem Zähler vorgestellt. Es konnte gezeigt werden, dass
Teilchen mit einem Durchmesser >3nm von unserem Gerät aktiviert und
nachgewiesen werden. Die Messungen wurden sowohl mit im Labor erzeugten
Schwefelsäure- und Ammoniumsulfat-Partikeln, als auch mit atmosphärischem
Aerosol durchgeführt.
Fachvortrag UP 21.3 Di 17:00 HS 221
Messungen von Aerosol- und Wolkenresidualpartikeln mit
einem Aerosolmassenspektrometer auf einem Berg in Mittelschweden
— •Silke Henseler 1,2 , Frank Drewnick 1,2 , Nele
Hock 1,2 , Kevin Noone 3 , Johannes Schneider 1,2 , Silke Weimer
1,2 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Abteilung Wolkenphysik
und -chemie, Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz — 2 Institut für
Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz —
3 Meteorologisches Institut, Universität Stockholm, Schweden
Bodengestützte on-line Messungen der chemischen Zusammensetzung
und von Größenverteilungen verschiedener Substanzen in interstitiellen
Aerosolpartikeln und Residualkernen in Wolken sowie von Hintergrundaerosolpartikeln
wurden mit dem Aerodyne Aerosolmassenspektrometer
(AMS) auf einem Berg in Mittelschweden durchgeführt. Das wesentliche
Ziel dieser Messungen, die in Zusammenarbeit mit dem Institut für Meteorologie
der Universität Stockholm in Schweden (MISU) durchgeführt
wurden, ist es, mehr über die Prozesse zu lernen, die entscheiden, welche
Aerosolpartikel zur Bildung von Wolkentröpfchen führen und wie Wechselwirkungen
zwischen Aerosol und Wolke die chemische und mikrophysikalische
Umwandlung sowohl von Wolken als auch von Aerosolpartikeln
beeinflussen. Um diese Ziele zu erreichen, wurde das AMS erstmals mit
einem Virtuellen Gegenstromimpaktor (CVI) verbunden, der die Sammlung
von Wolkentröpfchen oder alternativ die des interstitiellen Aerosols
erlaubt. Die Kampagne fand im Juli 2003 auf der Messstation des MI-
SU auf dem Berg Areskutan in Mittelschweden statt. Wir berichten hier
über erste Ergebnisse dieser Kampagne.
Fachvortrag UP 21.4 Di 17:15 HS 221
Variabliltät leuchtender Nachtwolken: Lidarbeobachtungen
und Modellierungen — •Gerd Baumgarten, J. Fiedler, F.-J.
Lübken und U. Berger — Leibniz- Institut für Atmosphärenphysik
Das ALOMAR RMR Lidar ist ein aktives Fernerkundungsinstrument
zu Untersuchung der arktischen mittleren Atmosphäre während Tag und
Nacht. Das Lidar befindet sich in Nord-Norwegen (69 ◦ N,16 ◦ E) in der
Nähe der Andoya Rocket Range. In dieser geographischen Breite treten
leuchtende Nachtwolken (englisch: NLC = NoctiLucent Clouds) regelmässig
von Anfang Juni bis Mitte August auf. Durch die Erkundung
von NLC mittels Lidar ist eine quantitative Analyse der entscheidenden
Parameter (z.B. Höhe und Helligkeit)möglich. Das Lidar ist bereits seit