Das Projekt "Advanced Water and Ice investigations in Subtropical, Mid-Latitude and Arctic Cirrus (ACIS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Wolken sind der Gegenspieler der Treibhausgase bei der globalen Erwärmung der Erde, da sie insgesamt eine kühlende Wirkung haben. Der Klimabericht des IPCC konstatierte jedoch 2013, dass Wolken weiterhin die Genauigkeit der Vorhersage des sich ändernden Energiebudgets der Erde reduzieren. Dabei sind vor allem fundamentale Details der mikrophysikalischen Prozesse in Eiswolken noch nicht vollständig erforscht. Ziel von ACIS war, die Bildung und Entwicklung von Cirruswolken zu studieren. Basis dafür waren sich ergänzende, qualitätsgeprüfte flugzeuggetragene Messungen, da zur Zeit der Antragstellung speziell die Wolken-Instrumente noch zu überprüfen und weiterzuentwickeln waren um die für die Untersuchungen nötige Messgenauigkeit zu liefern. Weiterhin sollte eine qualitätsgeprüfte Datenbank von Cirrusbeobachtungen erstellt werden, mit der dann die wissenschaftlichen Fragestellungen bearbeitet werden können. Zur besseren Interpretation und zum besseren Verständnis der Beobachtung war eine weitere Aufgabe im Projekt, eine Cirren-Klimatologie mittels eines mikrophysikalischen Prozessmodells zu simulieren. Das jetzt zu Verfügung stehende Instrumentarium entspricht den gewünschten Anforderungen, es wurden damit diverse Messkampagnen durchgeführt. Die Cirren-Datenbank umfasst mittlerweile ca. 90 Stunden in-situ Beobachtungen innerhalb von Cirren, und die Simulation der Cirren-Klimatologie ist abgeschlossen. Die wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritte, die basierend auf der großen Datenbank und der Modell Klimatologie gewonnen wurden, lassen sich wie folgt zusammenfassen: Verschiedene Cirrus-Typen wurden klassifiziert, wobei sich herausstellte, dass ein signifikanter Anteil nicht direkt im Cirrus-Hohenbereich 'in-situ' aus der Gasphase gebildet wurde, sondern vom Mischwolken-Hohenbereich 'hochgewandert' sind. Mischwolken entstehen als flüssige Tropfen die dann gefrieren, was bedeutet dass diese 'liquid-origin' Cirren einen anderen Bildungsweg haben als die 'in-situ' entstandenen. Weiterhin konnte die heterogene Eisnukleation als Haupt-Bildungsweg von 'in-situ' Cirruswolken identifiziert werden. Dies ist eine neue Erkenntnis, denn gängiges Wissen ist derzeit noch, dass Cirren sich überwiegend durch homogenes Gefrieren bilden. Beide Ergebnisse sind von Relevanz, da der Bildungsweg und die weitere Entwicklung der Cirren ihre mikrophysikalischen bzw. Strahlungseigenschaften und somit die Rückkopplung zum Klima bestimmen. Die gewonnenen Erkenntnisse können zur Validierung von globalen Klimamodellen dienen und somit dazu beitragen, dass zukünftig Eiswolken in Klimamodellen besser repräsentiert werden können. Eine Überraschung war, daß kurz nach Projektbeginn und Inbetriebnahme des Lidars CORAL der Vulkan Eyjafjallajokull ausbrach, was uns die einmalige Gelegenheit gab, einen durch Vulkanasche induzierten Cirrus zu beobachten...
Das Projekt "PHOTOchemical Formation of Nitrous Acid in the Atmosphere (PHOTONA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Nitrous Acid (HONO) has attracted significant attention during the last few years since recent field measurements have demonstrated that the photolysis of HONO can be the dominant source of OH radicals in the lower atmosphere. The OH radical is responsible for the degradation of most air pollutants and for the formation of harmful photooxidants. Thus, the identification and quantification of the sources of HONO are of major importance. To explain un-expected high daytime concentrations of HONO, different photochemical sources have been proposed. However, the exact origin and the magnitude of HONO fluxes over irradiated rural and urban surfaces are still open questions, which have to be solved to understand and quantify the oxidation capacity of the atmosphere. In the proposed project, these questions are aimed to be answered by the integration of selected laboratory, field and modelling studies. In the laboratory studies, different photochemical sources of HONO will be investigated in photoreactors by the help of very sensitive and selective instrumentation to enable the simulation of atmospheric relevant conditions. In the field studies, the daytime source strength of HONO will be quantified over irradiated surfaces by the help of a mixed gradient / eddy-covariance technique at a field site near Paris (INRA/Grignon), which is already used for flux measurements of NOx and O3 since two years. The HONO fluxes will be parameterized for different types of surfaces (e.g. pure soil and crop) as a function of measured variables (solar intensity, NO2, nitrate, etc.). In addition, daytime gradients measurements in the altitude range 10-200 m will be performed under urban conditions at the meteorological tower at Forschungszentrum Karlsruhe to better quantification the impact of the HONO photolysis on the radical budget for an extended altitude range. The results from the lab and field studies - including data from recent other studies - will be used to improve existing box, 1-D and 3-D models with the focus on the better description and quantification of the oxidation capacity of the boundary layer. The outcome of the project will have an essential impact on the understanding of the photochemistry of the lower atmosphere.
Das Projekt "Test and intercomparison of water, aerosol, cloud droplet, ice particle, and ice nuclei instruments for the HALO aircraft using the AIDA facility (AIDA-HALO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung durchgeführt. A range of instruments has been adapted or developed for use on the HALO research aircraft. Among those are aerosol instruments, droplets and ice probes, ice nucleation instruments and instruments to measure water vapor concentrations. Some of these methods have been specially developed within the SPP 1294 'Atmospheric and Earth system research with the High Altitude and Long Range Research Aircraft', others have been adapted to aircraft needs. As the operation of instruments during research flights has to meet special requirements such as mostly automated operation and operation in high altitude or at high flow rates, a preflight performance testing and data comparison with established methods is highly recommended. Within the project 'Test and intercomparison of water, aerosol, cloud droplet, ice particle, and ice nuclei instruments for the HALO aircraft using the AIDA facility (AIDA-HALO)' such preflight testing has been offered to the partners of the SPP. Here, the AIDA (Aerosol Interaction and Dynamics in the Atmosphere) cloud chamber was used to mimic temperatures, pressures and cloud conditions typically for HALO research flights. The teams developing and operating these aircraft instruments were given the opportunity to use the AIDA facility to test their instruments and to compare their measurements with other aircraft instruments or the established AIDA instrumentation for relative humidity and temperature as well as aerosol, droplet and ice crystal concentrations. The project activities have been organized in especially targeted campaigns, such as the HALO and RICE campaigns, or took place as part of other AIDA campaigns with both science and method objectives. Most of the campaigns organized within this project included interested external participants (own funding presumed). This not only strongly supported the development of high international standards of instrument operation and performance, but also provided excellent opportunities for young researchers to get familiar with and participate in the international scientific exchange. Highlights in this context are the ICIS-2007 campaign with follow-up workshops, the AquaVIT campaign and workshop series, and the ongoing Fifth international Ice Nucleation (FIN) workshop activities. The majority of instruments that participated AIDA measurements within the scope of this project have been successfully operated during the ML-CIRRUS and ACRIDICON flights.
Das Projekt "Modular instrument package for aerosol optical properties and cloud condensation nuclei activity" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. The instrument package will enable in situ measurements of aerosol optical properties and cloud condensation nuclei (CCN) activation at high temporal and spatial resolution on HALO aircraft missions. The measured parameters will be: aerosol scattering and absorption coefficients at multiple wavelengths, black carbon equivalent mass concentrations, CCN number concentrations and efficiencies as a function of water vapour supersaturation and particle diameter (CCN spectra). Advanced measurement techniques and instrumentation will be developed, adapted, and integrated on HALO. A multi-channel CCN counter measuring the supersaturation and size dependence of CCN concentration and efficiency at high time resolution will be newly designed on the basis of a prototype system developed and applied in our group for ground-based measurements. The optical techniques, most of which are also already used in our group, will be optimized with regard to sensitivity and time resolution. The instrument package will be used to study the impact of aerosols on atmospheric processes and climate, as foreseen in the demo mission ACRIDICON and follow-up projects. The results will be essential for understanding and quantifying the direct and indirect effects of anthropogenic and natural aerosols on the Earth's energy balance and hydrological cycle. Moreover, individual modules can and shall be used to complement missions which are not focused on but influenced by aerosol properties, such as the demo mission NARVAL and other missions investigating clouds and precipitation (e.g., NEPTUN).
Das Projekt "Helicopter-borne measurements of small-scale processes in shallow cumulus convection over Barbados" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. The project proposed here aims at examining the complex interactions between atmospheric aerosol particles, small scale cloud dynamics, particle number size distributions, and radiative properties of trade wind cumulus clouds. The helicopter borne platform 'ACTOS' will be used to measure meteorological parameters and properties of aerosol and clouds at Barbados. Measurements will be done in- and outside of clouds, with a high spatial resolution. For the first time, ACTOS will carry an adapted small CCNc (Cloud Condensation Nuclei counter) and newly developed fast instrumentation for aerosol characterization. Compared to aircraft measurements, the high spatial and temporal resolution, together with the low speed at which a helicopter flies, will enable a detailed examination of individual small trade wind cumuli and of their entrainment regions. Due to the ongoing mixing in these regions, they are important for the development of the cloud (droplet size distribution) as well as for modifying the aerosol (cloud processing, e.g. a change in particle hygroscopicity). This then also influences the optical properties of the cloud and its surroundings, and to capture this, radiation measurements will be done with instruments being positioned beneath the helicopter. By combining the different aspects, and particularly by examining the influence of different atmospheric aerosols, we aim at obtaining a better description of the early stages of trade wind cumuli, enabling a more detailed description of this cloud type in numerical (climate-) models. These proposed activities are embedded into a long term measurement program that will last for two years and that is realized by the MPI Hamburg (including remote sensing and measurements on the HALO aircraft).
Das Projekt "Investigation of aerosol particle hygroscopicity and their cloud forming potential in the supercooled temperature range" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. This project aims at a) the development of new instrumentation for the expansion of the experimental temperature range of aerosol particle activation and hygroscopic growth measurements down to low, but atmospheric relevant temperatures (-25°C ? T ? 0°C), b) the subsequent analysis of hygroscopic growth and activation behavior of inorganic and organic particles in this temperature range, and c) the determination of an effective hygroscopicity parameter for these compounds for temperatures below 0°C. These goals will be achieved via development and application of a novel Hygroscopicity Tandem Differential Mobility Analyzer (LT-HTDMA) capable of measuring hygroscopic particle growth at temperatures below the melting point of water and the application of the Leipzig Aerosol Cloud Interaction Simulator (LACIS) for the activation measurements below 0°C. The experiments will be accompanied by model simulations describing the coupled fluid and particle dynamical processes taking place inside LACIS which are necessary for data interpretation. The experimental results of growth and activation measurements will be tested against existing Köhler models with the goal of verifying and / or expanding existing effective hygroscopicity parameterizations to temperatures below 0°C. This combination of experimental and theoretical methods will significantly contribute to improving the understanding of the cloud forming processes in the mid-latitudes.
Das Projekt "CAFE-Brazil Rahmenantrag - Chemie der Atmosphäre: Feldexperiment Brasilien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt durchgeführt. Die wissenschaftliche Messkampagne 'CAFE-Brazil' (Chemistry of the Atmosphere: Field Experiment Brazil) soll mit dem Forschungsflugzeug HALO über dem Amazonasbecken im Dezember 2022 und Januar 2023 durchgeführt werden. Die Basis für die Flugzeugmessungen wird in Manaus, Brasilien, liegen. Die Hauptziele der CAFE-Brazil-Messkampagne sind Studien zur Oxidations-Photochemie in der tropischen Troposphäre, sowie die Erforschung von Aerosolnukleations und Wachstumsprozessen in unverschmutzten, vom Menschen nicht beeinflussten Luftmassen über dem tropischen Regenwald. Es wird der Einfluß von flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffemissionen auf die Oxidationskreisläufe untersucht bei niedrigen und mittleren Stickoxidkonzentrationen durch Blitzaktivität. Der Einfluss der organischen Verbindungen auf die Bildung und das Wachstum von neuen Aerosolpartikeln in der oberen Troposphäre, auf die Konzentration und die chemische Komposition wird untersucht, sowie CCN-Eigenschaften.Der universitäre Projektpartner von der Goethe-Universität Frankfurt schlägt vor, ein Chemical Ionization Atmospheric Pressure interface Time Of Flight Mass Spectrometer (CI-APiTOF) auf HALO einzusetzen, um damit die Bildung von hochgradig oxidierten und extrem schwerflüchtigen Kohlenwasserstoffen (HOMs) zu untersuchen, die aus Terpenen stammen. Terpene werden im Amazonasregenwald in großen Mengen von Pflanzen emittiert. Neben der Messung von HOMs wird auch gasförmige Schwefelsäure vom CI-APi-TOF gemessen. Das CI-APiTOF ergänzt den weltweit einmaligen Verbund von wissenschaftlichen Geräten der CAFE-Brazil Messkampagne. Nur dieses Instrument erlaubt die Identifiezierung der Schlüsselsubstanzen, die für die Aerosolneubildung in den Ausflussregionen von hochreichender Konvektion über dem Amazonasgebiet verantwortlich sind.
Das Projekt "Global business challenge: Breaking the oilgas water dependency with a cost-effective no-waste nanomembrane technology for water reuse (CleanOil)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Likuid Nanotek SL durchgeführt. CleanOil consists on the introduction into the market of an innovative filtration solution to treat and reuse the produced water (PW), a highly polluted oily wastewater which is the largest volume byproduct associated to oil and gas production. The solution will allow achieving up to 80% reduction of water demand for oil extraction through the reuse of up to 99% of the PW, and will be based on a proprietary product - ceramic nanomembranes with an innovative production process - installed in a fully integrated solution with the equipment, instrumentation and advanced fouling monitoring and control tools and software. The project aims to achieve three objectives: (1) reducing the target membrane price up to 4 times, thanks to the upscaling of the nanomembrane production process, (2) launching worldwide highly competitive and cost-effective filtration solutions for the treatment and reuse of PW and (3) international consolidation through the new subsidiaries and strategic partners in high potential markets, aiming for a 3% share of the Likuid's target industrial filtration market, doubling the existing actual staff and achieving a tenfold increase in EBITDA profit by 2020. Likuid has identified two market segments targeted by its innovative solution: onshore, with 680 Mill.€ target market (USA, Canada, Colombia, Mexico) and offshore, with 490 Mill.€ target market (North Europe and LATAM). Potential customers for Likuid's solution are (a) the intermediary EPC, OEM and OFS companies and (b) oil producers, as end-users of the technology. In the project, onshore segment will be addressed with a Canadian demonstration for SAGD and tailing ponds and offshore segment is related to a demo study with Petrobras, who has already tested Likuid's membranes. Successfull demonstration will boost the market uptake of the new highly-efficient and cost-effective Likuid's solution, thus helping European cutting-edge technologies to position in the lead of sustainable O&G production.
Das Projekt "Entwicklung von kontinuierlich messenden Analysatoren fuer die Lufthygiene incl. Datenerfassung und -auswertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Tecan Analytische Instrumente durchgeführt. Entwicklung von Analysatoren fuer die Messung von SO2, NOx und O3 in der Aussenluft. Spaeter Ausdehnung auf HCl und HF. Prozessorgesteuerte Geraete modernster Konzeption. Messeinrichtung fuer PAN-Messung und spezifische quasikontinuierliche KWST-Messung. Datenerfassungs- und Auswertungssystem, entspr. BUS-Richtlinien und LRV. IR- und UV-Geraete mit Solid State-Detektoren fuer die Emissionsmessung.
Das Projekt "Bauwerksüberwachung von Betonbrücken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau durchgeführt. Innerhalb der normativen und budgetären Rahmenbedingungen stellen moderne Überwachungsmassnahmen einen zentralen Aspekt in der Bauwerkserhaltung dar. Dieses Online-Monitoring muss auf Zustandsänderungen des Bauwerks reagieren und sich auf besonders risikobehaftete Schwachstellen und Versagenspfade und die dafür maßgeblichen Einflussgrößen konzentrieren. Seine Bedeutung für die weitere Nutzungsfähigkeit des Bauwerks lässt sich aber erst nach einer umfassenden Zustandsanalyse unter Einbeziehung aller Erkenntnisse abschätzen. Strukturelle Schäden verursachen mehr oder weniger signifikante Änderungen der statischen und dynamischen Reaktionen im Vergleich zum unbeschadeten Bauwerk. Aufgrund der Fortschritte in den Sensor- und Datenverarbeitungstechnologien stellt die Entwicklung diagnostischer Online-Überwachungssysteme eine Schlüsselkomponente im modernen Bauwerksmanagement dar. Die Beurteilung einer beobachteten Änderung der Messdaten, die Erkennung und Lokalisierung möglicher Schäden, die Vorhersage der weiteren Entwicklung eines akuten Schadens sowie die Wartbarkeit des Bauwerks für die Restlebenszeit erfordern ein adäquates diagnostisches Modell im Rahmen einer modellgestützen Diagnose, welche die Schadenserkennung, -lokalisierung und -beurteilung umfasst. Daher müssen die entwickelten Modelle in einem Prozess der Validierung und Verifizierung mittels Anpassung und Kalibrierung der numerischen und mechanischen Modellannahmen an die Situation des realen Bauwerks herangeführt werden. Haben diese Modelle einen ausreichenden Grad an Vollständigkeit und Darstellungstreue erreicht, bilden sie die Grundlage für numerische und prediktive Analysen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 10 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 10 |
| Englisch | 8 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 8 |
| Webseite | 2 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 7 |
| Lebewesen & Lebensräume | 9 |
| Luft | 9 |
| Mensch & Umwelt | 10 |
| Wasser | 8 |
| Weitere | 10 |