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Programm(anteils)bericht
Atmosphäre und Klima
HGF - Forschungsbereich / Programm / Programmthema, -themen
2 Erde und Umwelt
2.2 Atmosphäre und Klima
2.2.3 Spurenstoffe in der Troposphäre
2.2.4 Stratosphäre und Tropopauseregion im globalen Wandel
Beteiligte Institute: ICG S
Verantwortlich: Prof. Dr. Martin Riese, ICG, m.riese@fz-juelich.de
Zusammenfassung
Zusammenfassung Programmanteil FZJ Programm "Atmosphäre und Klima" Ziel der Arbeiten
im Programm "Atmosphäre und Klima" ist ein quantitatives Verständnis der chemischen
Umwandlungs- und Transportprozesse von Spurengasen und Aerosolen, sowie der Bildung
von Wolken. Die Arbeiten unterteilen sich in die beiden Programmthemen „Spurenstoffe in der
Troposphäre“ (Programmthema 3) und "Stratosphäre und Tropopausenbereich im globalen
Wandel" (Programmthema 4).
Die Arbeiten in Programmthema 3 konzentrieren sich auf das Verständnis der Prozesse, die
die chemische Zusammensetzung und den Zustand der Troposphäre bestimmen.
Schwerpunkte sind hierbei die Umwandlung von Spuren- und Schadstoffen in bodennahen
Luftschichten und in der oberen Troposphäre, also dort wo die Wechselwirkungen mit dem
Klima und dem unmittelbaren Lebensraum am stärksten sind. Die wissenschaftlichen
Fragestellungen werden in 5 Unterthemen bearbeitet: (1) Langzeitmessungen von
Spurenstoffen in der Troposphäre, (2) Beitrag der Biosphäre zur chemischen
Zusammensetzung der Troposphäre, (3) Wechselwirkung von Transport-, Mischungs- und
chemischen Prozessen und deren Auswirkung auf den Abbau von Spurengasen, (4)
Selbstreinigungsfähigkeit der Troposphäre und deren Wechselwirkung mit dem
atmosphärischen Wandel, (5) Aerosolprozesse und deren Einfluss auf Strahlung,
Wolkenbildung und Gasphasenchemie. Das Erreichen der Meilensteine, die für 2006 bis 2008
definiert worden sind, erscheint aufgrund der bisher erzielten Fortschritte möglich. So wurden
bereits erhebliche Fortschritte zur Quantifizierung der Emissionen und des chemischen
Umsatzes biogener Spurengase aus einem Laubwaldbestand erzielt. Erstmals gemessene
Vertikalprofile freier Radikale in und über einem Waldbestand zusammen mit umfassenden
Messungen in der Atmosphärensimulationskammer SAPHIR zeigen die für den Umsatz
biogener Spurengase unerwartet bedeutende Bilanz freier Radikale. Die Untersuchungen
komplexer Oberflächenquellen zeigte den effektiven Eintrag von Spurenstoffen in die
planetarische Grenzschicht aus der Erdölgewinnung in Kuwait und die Freisetzung von
Klimagasen über der intensiv landwirtschaftlich genutzten Jülicher Börde. Die Untersuchung
der Rolle der Photochemie auf die Nettoemission reaktiver Verbindungen soll auf größerer
Skala fortgesetzt werden, wobei in Zukunft das Luftschiff Zeppelin-NT bzw. das neue
Forschungsflugzeug HALO als Meßplattform eingesetzt werden soll. Gemeinsam mit den
Universitäten Köln und Karlsruhe wurde das virtuelle Institut IMACCO gegründet, das durch
inverse Modellierung und Datenassimilation synergistische Fortschritte bei der Aufklärung
atmosphärischer Prozesse erzielen wird.
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