aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

estehend aus 12 verschiedenen VOCs über eine beheizte Kapillare mit
einer Geschwindigkeit von 2 cm/s in eine Eiswachstumskammer, die sich
innerhalb der Kältekammer befindet, geleitet. Bei einer Durchschnittskammertemperatur
von 268 K bildeten sich säulenförmige Eiskristalle
aus. In diesem Temperaturbereich konnten vermehrt VOCs mit Wasserlöslichkeiten
größer als 160 mg/l im Eis nachgewiesen werden. Bei
niedrigeren Temperaturen von durchschnittlich 243 K bildeten sich dendritsche
Eiskristalle. In diesem Temperaturbereich wurden vorzugsweise
organische Substanzen mit Wasserlöslichkeiten kleiner als 50 mg/l im
Eis aufgenommen. Mit den Versuchen konnte gezeigt werden, dass die
Auswascheffizienz des Niederschlags gegenüber VOCs einmal durch die
physikalisch-chemischen Substanzeigenschaften und darüber hinaus ganz
entscheidend durch die Mikrophysik der Eisbildung bestimmt wird.
Fachvortrag UP 22.2 Di 16:45 HS 020
Ist homogenes Gefrieren ein Oberflächen- oder Volumen-
Prozess? — •Daniel Rzesanke, Denis Duft und Thomas
Leisner — Institut für Physik, Technische Universität Ilmenau,
Postfach 100565, 98684 Ilmenau
Das homogene und heterogene Gefrieren von Wolkentropfen ist ein
wichtiger Schritt zur Niederschlagsbildung. Es ist umstritten, ob beim
homogenen Gefrieren der Keim im Volumen oder an der Oberfläche des
Tropfen gebildet wird. Um diese Frage zu klären, haben wir Laborexperimente
an individuellen, in einer Paulfalle levitierten Mikrotropfen durchgeführt
und die Gefrierwahrscheinlichkeit als Funktion der Temperatur
und Tropfengröße aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen eine Volumenproportionale
Gefrierwahrscheinlichkeit.
Fachvortrag UP 22.3 Di 17:00 HS 020
Wechselwirkung von Femtosekunden-Laserpulsen mit Mikrotropfen
— •Denis Duft 1 , Thomas Leisner 1 , Thorsten Bernhardt
2 , Jan Hagen 2 , Albrecht Lindinger 2 , Liana Socaciu 2 ,
Wiebke Zimmer 2 und Ludger Wöste 2 — 1 Institut für Physik, Technische
Universität Ilmenau, Postfach 100565, 98684 Ilmenau — 2 Institut
für Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Intensive Femtosekunden-Laserpulse sind ein modernes Hilfsmittel in
der atmosphärischen Fernerkundung. Sie erlauben eine höhenaufgelöste
Breitband-Spektroskopie der Atmosphäre (LIDAR). In diesem Beitrag
stellen wir Laborexperimente zur Wechselwirkung von kurzen Laserpulsen
mit atmosphärischen Wolkentropfen vor. Einzelne ca. 100 µm grosse
Tropfen werden mit Laserpulsen unterschiedlicher Länge und Intensität
bestrahlt. Die hohe Energiedichte der Laserpulse führt dabei zu einer Explosion
des Tropfens deren Dynamik mittels ultraschneller Mikroskopie
aufgenommen wurde. Zusätzlich wurden verschiedene nichtlineare optische
Prozesse wie Erzeugung der 3. Harmonischen und Plasmalumineszenz
beobachtet.
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Fachvortrag UP 22.4 Di 17:15 HS 020
Coulomb-Instabilität hochgeladener Wolkentropfen — •René
Müller, Tobias Achtzehn, Denis Duft und Thomas Leisner —
Institut für Physik, Technische Universität Ilmenau, Postfach 100565,
98684 Ilmenau
Hochgeladene Tropfen haben besondere Bedeutung bei der Bildung von
Gewitterwolken sowie bei verschiedenen technischen Prozessen z.B. Tintenstrahldrucker,
Elektrosprayionisation, Lackierverfahren und Brennstoffeinspritzung.
Lord Rayleigh sagte 1882 voraus, dass die Spaltung
geladener Tropfen auf eine Instabilität der Quadrupol-Schwingungsmode
der Tropfenoberfläche zurückgeht. Erst durch Untersuchungen von hochgeladenen
Mikrotropfen in einem elektrodynamischen Levitator (Paulfalle)
konnte diese Theorie bestätigt werden. Dabei regt das elektrische
Wechselfeld der Falle die Quadrupoloszillationen der Tropfenoberfläche
an. Beim Erreichen der Stabilitätsgrenze, dem Rayleighlimit, wird diese
Schwingung instabil und es kommt zum teilweisen Ausstoß von Ladung
und Masse in Form von Jets. Mit Hilfe der ultraschnellen Photographie
konnten diese Jets erstmals nachgewiesen und zeitaufgelöst beobachtet
werden. Wir präsentieren in diesem Beitrag Untersuchungen zur
Abhängigkeit der Jet-Dynamik von der Flüssigkeit, der Temperatur und
der Tropfengröße.
Fachvortrag UP 22.5 Di 17:30 HS 020
Fiber-coupled In-situ Diode Laser Absorption Spectrometer
for the Selective Detection von Water Vapour in Cryogenic
Aerosols — •Volker Ebert 1 , Holger Teichert 1 , Carsten
Giesemann 1 , Harald Saathoff 2 , and Ulrich Schurath 2 —
1 Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer
Feld 253, 69120 Heidelberg, volker.ebert@pci.uni-heidelberg.de
— 2 Institut f”ur Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum
Karlsruhe, GmbH, 76021 Karlsruhe
A central parameter for the dynamics of atmospheric ice clouds is the
time-dependent water super-saturation of the gasphase. Extractive measurement
techniques can not directly detect this parameter due to their
influence on the phase equilibrium between ice, liquid and solid H2O.
Our new diod-laser-based in situ absorption spectrometer enables the selective,
sampling-free and completely calibration-free detection of H2Ovapour
in such cryogenic aerosols. A fiber-coupled diode laser in combination
with an open 82m-White-cell and low temperature optics allowed
a detection limit of 15ppb H2O (at p=1000-800mBar and a time resolution
of 2s) by efficively avoiding disturbances by the high water content in
the outside air. Using this device we recently successfully demonstrated
during tests over several weeks in the aerosol chamber AIDA (at the
Forschungszentrum Karlsruhe) at temperatures between 270 and 190K
the first highly time resolved in situ detection of the dynamic H2O super
saturation of the gasphase during ice particle formation processes in
cryogenic aerosols.