Das Projekt "Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Our project tries to answer the question: 'What kind of role do sea ice and frost flowers play as the source of sea salt aerosols in polar regions and what influences do the meteorological parameters have on the generation of sea salt aerosols and their transport in the atmosphere?'. Long-time measurements of aerosols at coastal stations in Antarctica show a strong depletion of sulfate during Antarctic winter. The same phenomena is also observed in frost flowers. This suggests that sea ice is a major source of atmospheric sea salt in Antarctica and gives new insights for the interpretation of ice core records. Moreover, sea ice and sea salt aerosols are thought to be the source of reactive Bromine and other halogen compounds which destroy effectively ozone in the troposphere. 25 years of continuous aerosol measurement at Neumayer station in Antarctica give us the possibility to make a statistical analysis of sea salt aerosols. Trajectory analyses are implemented to follow the atmospheric transport and therefore to determine the source regions of observed sea salt aerosols. A box model will be developed to compare the various influences of meteorological parameters on the mass of sea salt aerosols produced so that quantitative parameterization can be transferred to global circulation models which include detailed description of atmospheric chemistry and aerosols to investigate the generation of halogen chemistry and ozone destruction in the troposphere.
Das Projekt "Bildung von N2O bei der Umsetzung von Ammoniak mit N2O5 an Aerosolen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. N2O, ein klimawirksames Spurengas, zeigt einen weltweit zunehmenden Trend. Neben direkten Emissionen aus (geduengten) Boeden und dem Meer, sowie aus Verbrennungsprozessen, kann es auch aus der Luftchemie von NOx und Ammoniak gebildet werden. In diesem Vorhaben wird die Bildung von N2O aus der heterogenen Reaktion von N2O5 und NH3 an Aerosoloberflaechen untersucht. Zunaechst wurden die auf den Wandmaterialien: Borsilikatglas, Teflon und Polyethylen gefundenen Blindwerte und der Feuchteeinfluss bestimmt. Dann wurde die N2O-Bildung an suspendiertem Aerosol (NH4NO3, Russ, SiO2, Fe2O3, Al2O3 und TiO2) gemessen. Die gefundene N2O-Bildung ist umweltrelevant und haengt stark ab von der Art des Aerosols, aber auch von der Art der Versuchsdurchfuehrung.
Das Projekt "WTZ China: SO-TRACE - Emissionen von Dimethylsulfid und Isopren und ihr Einfluss auf Aerosole und Klima im Südpolarmeer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Der Ozean ist eine Quelle für atmosphärische Gase, die trotz ihrer geringen Konzentration in der Atmosphäre eine große Wirkung auf das Klima der Erde haben. Diese klimarelevanten Spurengase beeinflussen z.B. den Treibhauseffekt oder die Ausweitung des Ozonlochs. Besonders die Wirkung mariner Spurengase auf die Aerosolbildung wird heute stark diskutiert. Direkte Beweise fehlen unter anderem deshalb, weil es an gleichzeitigen Messungen von marinen Gasemissionen sowie Aerosolbeschaffenheit und -konzentration mangelt. Aerosole erhöhen das Rückstrahlvermögen der Erde und sind damit ein wichtiger natürlicher Gegenprozess zur globalen Erwärmung. Trotzdem ist die Menge der vom Ozean emittierten Spurengase mit großen Unsicherheiten behaftet. Das Südpolarmeer ist dabei von doppelt großer Bedeutung: Einerseits liegen durch seine Abgelegenheit sehr wenige Messdaten vor, die jedoch auf vergleichsweise große Emissionen hindeuten. Andererseits ist es relativ unberührt von menschlichem Einfluss: Natürliche Prozessen können deshalb nahezu ungehindert beobachtet werden. Ziel des Projekts ist es daher, die Rolle mariner Spurengasemissionen bei der Bildung von Aerosolen im Südpolarmeer besser zu verstehen. Dazu sollen in Zusammenarbeit mit dem Third Institute of Oceanography, Xiamen, China, Messungen auf zwei Seereisen in diese Region durchgeführt werden. Ein Fokus wird auf die Spurengase Dimethylsulfid und Isopren gelegt, die dort in hohen Konzentrationen im Wasser vorkommen. Da es sich bei den Auswirkungen des Klimawandels um ein globales Problem handelt, wird durch die gemeinsame Forschung nicht nur die deutsche und chinesische Gesellschaft profitieren. Beide Länder haben sich mit der Verabschiedung des Pariser Klimaabkommens politisch hinter den Klimaschutz gestellt. Dafür ist ein verbessertes Prozessverständnis unerlässlich. Mit einer solchen Zusammenarbeit wird die Expertise zweier Institute kombiniert, um das globale Klimaverständnis zu verbessern.
Das Projekt "Teilprojekt 7: Änderungen in der Verteilung von Niederschlag und Wolken in Beobachtungen und im HD(CP)2-Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie durchgeführt. Ziel des Projekts S1 'Schnelle Anpassung von Wolken an Aerosole' ist ein verbessertes Verständnis des Effekts von anthropogener Luftverschmutzung (Aerosole) auf Wolken, Strahlung, Niederschlag und das Klima. Dazu werden auf der einen Seite spezielle Simulationen mit dem hochaufgelösten HD(CP)^2-Modell entworfen, durchgeführt und analysiert. Dazu wird das Modell um die Darstellung wesentlicher Prozesse erweitert. Auf der anderen Seite werden HD(CP)^2-Beobachtungsdaten benutzt, um das Modell zu evaluieren und weiter zu verbessern, und um darauf hinzuarbeiten, die anthropogenen Veränderungen in den Beobachtungen nachzuweisen. In TP7 'Änderung in der Verteilung von Niederschlag und Wolken' werden die von HD(CP)^2 simulierten Wolken und Niederschlagsfelder mit einer Vielzahl von Beobachtungen (Supersites, Satelliten) evaluiert und mit Hilfe von synthetischen Beobachtungen aus Simulationen mit und ohne Aerosole die Beobachtbarkeit von Aerosoleffekten insbesondere bzgl. Nieselbildung und Wolkenlebensdauer untersucht.
Das Projekt "Sources and Elemental Composition of Ambient Particles in Erfurt, Germany" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH - Institut für Epidemiologie durchgeführt. Zielsetzungen: - Umfassende chemische und physikalische Charakterisierung des urbanen Aerosols in Erfurt (Anzahl-, Massengrößenverteilung, elementare und chemische Zusammensetzung) - Versuch der Quellenzuordnung. Ergebnisse: Die mittlere Partikelanzahlkonzentration in den Jahren 1995-98 war 18 000 1/cm3. Die mittlere PM2.5-Konzentration betrug 25.8 Mikro g/m3. 58 % der Partikelanzahl war zwischen 0.01 und 0.03 Mikro m, 88 % waren ultrafeine Partikel (0.01 Mikro m - 0.1 Mikro m). Im Gegensatz dazu, Partikel kleiner 0.1 Mikro m machen nur 3 % der Massenkonzentrationen aus. Eine erste Quellenzuordnung auf der Basis der Korrelationen von gemessenen Komponenten ergab drei Hauptquellen für das Erfurter Aerosol: Aufwirbelung von Staub, Kfz-Verkehr, Verbrennung von fossilen Brennstoffen. S, SO42-, V und Ni wurden als Indikatoren für Verbrennungsprozesse, Cu, Pb, Zn, NO, CO und Partikelanzahl für Kfz-Verkehr identifiziert.
Das Projekt "JGOFS-Arabisches Meer II: Die biogeochemischen Kreislaeufe von Lachgas, Methan und Dimenthylsulfid im Indischen Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Lachgas (N2O), Methan (CH4) und Dimethylsulfid (DMS) sind wichtige atmosphaerische Spurengase, die direkt oder indirekt am globalen Klimageschehen beteiligt sind, z.B.: (I) Treibhauseffekt: (N2O, CH4), (II) Abbau von Ozon in der Stratosphaere (N2O), (III) Aerosolbildung, Wolkenalbedo (DM). Besondere Aufmerksamkeit haben in den letzten Jahren ozeanische Auftriebsgebiete, wie z.B. das Arabische Meer erhalten, weil diese als natuerliche Quellen einen wesentlichen Beitrag zu den Emissionen von N2O, CH4 und DMS leisten. In dem hier beantragten Projekt soll die Verteilung von N20, CH4 und DMS in der Atmosphaere und in der Wassersaeule sowohl waehrend des Monsuns als auch in der Zwischenmonsunzeit gemessen werden, um die saisonalen Variabilitaeten zu erfassen und damit erstmals eine realistische Abschaetzung der Emissionen aus dem nordwestlichen Indischen Ozean zu erlauben. Mit Hilfe eines einfachen, an die Atmosphaere gekoppelten Boxmodells fuer die ozeanische Mischungsschicht, sollen die saisonalen Variabilitaeten nachvollziehbar werden und Prognosen der Emissionen fuer die nahe Zukunft erlauben.
Das Projekt "Untersuchung des Mechanismus der Bildung und der Wirkung von HONO in der urbanen Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Es sollen Laboruntersuchungen zur Kinetik der Bildung von HONO aus NOx in Gegenwart von Wasser oder an feuchten Oberflaechen durchgefuehrt werden. Besonderes Augenmerk soll dabei auf eine mechanistische Bedeutung von 'dimeren' Stickoxiden gelegt werden. Im Gegensatz zu den stabileren Isomeren mit N-N-Bindung sollten die O-verbrueckten Spezies eine hoehere Reaktivitaet gegenueber Nukleophilen (Wasser, Chlorid-, Sulfat-, Nitrationen) aufweisen. Je nach der Beschaffenheit des Aerosols koennen diese Reaktionen fuer den HONO-Haushalt von Bedeutung sein. Es sollen sowohl kinetische Messungen als auch thermodynamische Untersuchungen (Lage von Gleichgewichten) durchgefuehrt werden. Der Einfluss von Oberflaechenbeschaffenheit (hydrophil/hydrophob), pH, Salzgehalt, Temperatur etc. soll untersucht werden.
Das Projekt "Wirkung von Antibiotika auf die aerobe Behandlung von Guelle sowie Entstehung und Wirkung von Aerosolen bei der Verregnung von Guelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tiermedizin und Tierhygiene durchgeführt. Bei der Fuetterung von Tieren in Grossbestaenden und deren tieraerztlicher Behandlung werden Antibiotika verabreicht, die mit den Ausscheidungen der Tiere in die Guelle gelangen. Durch die Untersuchungen soll geklaert werden, ob die biologischen Prozesse im Verlauf der Umwaelzbelueftung durch die ausgeschiedenen Antibiotika nachteilig beeinflusst werden. Bei der landwirtschaftlichen Verwertung wird in zahlreichen Betrieben die Guelle mit Tankwagen oder ueber Rohrsystem verregnet. Dabei entstehen Aerosole, die mit der Luft weitergetragen werden. Es soll die Frage geklaert werden, wie stark die Aerosolbildung ist und ob eine Gefaehrdung der Umgebung im Bereich solcher Guelleverregnungsanlagen entsteht.
Das Projekt "Entwicklung eines Prognosemodells für PM10 und NO2 als Instrument für Aktionspläne" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI durchgeführt. Die Notwendigkeit, leistungsfähige Prognosemodelle für P10- und N02-lmmissionen zu entwickeln, ergibt sich in logischer Konsequenz aus zahlreichen Erkenntnissen über meteorologische Einflussfaktoren, lokale Ausbreitungsbedingungen, anthropogene und natürliche Emissionsquellen sowie der Abschätzung zur Wirksamkeit regulierender Maßnahmen, die in den letzten Jahren nicht zuletzt auch am Fraunhofer-lnstitut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme in Dresden gewonnen werden konnten. Bereits in für das LfUG erstellten Studien wurde anhand des Datenscreenings nachgewiesen, dass PM10-Minderungsmaßnahmen rechtzeitig, d.h. mit einem Vorhalt von ein bis mehreren Tagen, flächendeckend, d.h. einen ganzen Verkehrsraum betreffend und umfassend, d.h. möglichst viele Verkehrsträger einschließend, angeordnet werden müssen. Diese Erkenntnisse haben sich in den nachfolgenden Projekten des Umweltministeriums sowie der LfU in Baden-Württemberg vertieft und werden durch die aktuellen Ergebnisse der praktischen Umsetzung erster Maßnahmen immer wieder bestätigt. Deutlich und in den mehreren Veröffentlichungen dokumentiert wurde in den Untersuchungen auch der grundlegende Unterschied zwischen PM10-lmmissionen und NOX- insbesondere N02-Belastungen. Während bei PM10 die meteorologischen Faktoren, natürlichen Quellen und Ausbreitungsbedingungen die Immissionen ganz erheblich beeinflussen, werden die N02-Belastungen wesentlich stärker durch anthropogene Quellen wie dem Verkehr oder Verbrennungsprozessen dominiert. Nach wie vor wenig erforscht und zumindest quantitativ schwer erfassbar sind die komplexen luftchemischen Prozesse wie die Aerosolbildung im Kontext der PM10-lmmissionen sowie die Ozonwechselwirkung mit den Stickoxiden. Die bisherigen Analysen zeigen, dass PM10-Prognosen auf der Basis- langfristiger (mindestens 2 Jahre) Messreihen an dem Prognosestandort - detaillierter Wetterprognosen (vor allem Niederschlag, Wind und Mischungsschichthöhe) und- einer groben Abschätzung des zu erwartenden Verkehrsaufkommens (Zahl der LKW / PKW pro Tag reicht i.d.R. aus) möglich sind. N02-Prognosen hingegen bedingen ebenfalls - langfristige (mindestens 2 Jahre) Messreihen an dem Prognosestandort jedoch im Gegensatz zu PM10 - detaillierte Verkehrsprognosen (Ganglinie PKW / LKW Verkehr, Verkehrsgeschwindigkeit, Verkehrsdichte usw.) und - vergleichsweise einfache Wetterprognosen (Bedeckungsgrad am Tag, Temperatur usw.). Liegen die Wetter- bzw. Verkehrsprognosedaten für den Prognosezeitraum in guter Qualität und möglichst stündlicher Auflösung vor, sind die Verteilungsfunktionen der zu erwartenden Immissionstagesmittelwerte sowohl für das PM10 als auch für die Stickoxide relativ sicher für einen Zeitraum von mehreren Tagen vorhersagbar. usw.
Das Projekt "Freie troposphaerische Aerosole und ihre Vermischung mit der marinen Grenzschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Kernphysik durchgeführt. Objective: To provide the necessary data to incorporate aerosols into global climate models and to reduce the uncertainty in the calculation of climate forcing by General Information: FREETROPE is one of five projects that together form the European contribution to the experimental phase of IGAC s second Aerosol Characterisation Experiment (ACE-2). The specific task of FREETROPE is to describe one part of the aerosol life cycle in the marine environment and how it is perturbed by anthropogenic emissions. This is accomplished by characterising the aerosol in the free troposphere (FT) of the sub-tropical North Atlantic, and by performing systematic comparisons with the aerosol in the marine boundary layer (MBL). Using the Cessna Citation the FT aerosol is characterised over larger areas. These characterisations will form the basis for process studies in FREETROPE focusing on 1) the nucleation and growth of aerosols in the clean and perturbed FT, and 2) their possible entrainment in the MBL, with subsequent effects on MBL aerosols and cloud processes. A description of these processes together with other processes, e.g. cloud processes, studied in the other ACE-2 projects LAGRANGIAN and HILLCLOUD will give a unique possibility to give a description of the full life cycle of the atmospheric particles. FREETROPE will operate from Tenerife, doing continuous simultaneous measurements at a coastal MBL station (40 m), and a FT station (Izana, 2360 m). The Cessna Citation will complement these measurements with 50 hours of flight hours between 2300 and 12000 m. At the ground sites, the hygroscopic properties and state of mixing will further be investigated. On all platforms aerosol measurements will be complemented with gas measurements to the extent that they provide information about precursors to aerosol formation and condensational growth, or can indicate the origin of air masses. The Citation will carry a unique payload of mass spectrometers and aerosol instrumentation to study nucleation of H2SO4 and possibly other species (NH4Cl, (NH4)H2SO4 and organics) in the free troposphere. The two ground based station form an ideal set up to study the role of FT-MBL entrainment. The measurements will be supported by trajectory analysis, aerosol dynamic modelling and regional scale modelling that will make a first integration of the data. Prime Contractor: Stockholms Universitet, Department of Meteorology; Stockholm; Schweden.
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| License | Count |
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| Boden | 126 |
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