Das Projekt "Investigation of the removal processes of soot particles from the atomsphere" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: NOAA Earth System Research Laboratory.During the International Polar Year of 2008, an airborne field campaign called Aerosol, Radiative, and Cloud Processes affecting Arctic Climate (ARCPAC) has been performed in order to improve the understanding of climate relevant processes playing a role in the Arctic. The climate system in the Arctic is seen to be a dynamic and complex system with many potential non-linear feedbacks both in the Arctic a well as in the global climate system. The measurements took place in the Alaskan Arctic using closely coordinated remote sensing and in situ observations from aircraft and ground sites in the vicinity of Barrow. The main focus was to investigate the efficiency of the removal of aerosol particles and particularly of Black Carbon from the atmosphere by deposition to the surface; the deposition of Black Carbon for instance decreases the albedo of the surface. Studying the composition and the origin of the air masses influencing the Arctic air in spring is also of major interest to better understand which compounds can be deposited. In order to assess these removal processes a broad set of aerosol, gas phase and microphysics instrumentation was deployed. The first results showed that the Arctic air at this period has been strongly influenced by biomass burning emissions. The concentrations were found to be comparable to the one in mega cities but with an aerosol composition dominated by the organic fraction and very high fraction of acetonitrile. Some back-trajectory studies (FLEXPART model) have shown that those biomass plumes were originating from Russia, where this year the snow melted early in the season favoring agricultural burning of lands or forest fires. This shows the strong impact of biomass combustion pollutants transported to the Arctic and thus the potential increase of deposition of particles to the surface. Preliminary results show evidence of removal of aerosol and soot from the atmosphere and thus their potential deposition to the surface. Altitude profiles have shown that the removal of particles appeared to be almost inexistent above the inversion layer at 200-300 m asl. Below this inversion layer the pollutant and particularly soot particles are drastically decreasing. This removal seems to be amplified in the area above the sea ice and particularly above open leads (open water cells in the sea ice). Looking in a more detailed analysis at the type of cloud and at the variation and type of air masses encountered should allow to identify characteristic cases in Arctic that could be used to constrain climate models.
Das Projekt "Untersuchung zum quantitativen Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächenbeläg" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft.Die zunehmende Bedeutung wasserdurchlässiger Flächenbeläge in der Siedlungsplanung war in den letzten 10 - 15 Jahren Anlass für einzelne, jedoch isoliert vollzogene messtechnische Untersuchungen zum Abfluss- und Versickerungsverhalten derartiger Befestigungssysteme. Die verschiedenen Untersuchungsergebnisse sind nur bedingt miteinander vergleichbar, da die Messungen unter unterschiedlichen Randbedingungen durchgeführt, nach unterschiedlichen Gesichtspunkten ausgewertet und/oder unterschiedliche Flächenarten und Materialien betrachtet wurden. De facto weisen die Untersuchungsergebnisse jedoch z.T. erhebliche Diskrepanzen untereinander als auch zu den ohnehin inkonsistenten Angaben der verschiedenen technischen Regelwerke auf (Abflussbeiwerte, Versickerungsleistungen). Darüber hinaus wurden die Untersuchungen vorwiegend an Flächenbelägen im Neuzustand durchgeführt. Der sukzessive Eintrag von Feinpartikeln (Kolmation), der zu einer beträchtlichen Abnahme des Versickerungsvermögens mit zunehmender Standzeit führen kann, blieb i.d.R. unberücksichtigt. Forschungsziele: Um finanziell ausgewogene Planungskonzepte realisieren zu können, sind vor allem eindeutige, zuverlässige und möglichst exakte Bemessungsgrößen bzw. Bemessungsgrundlagen erforderlich. Die aktuellen technischen Richtlinien werden diesem Anspruch im Hinblick auf die wasserdurchlässigen Flächenbefestigungen nur in begrenztem Umfang gerecht. Hiervon betroffen sind insbesondere die einschlägigen Regelwerke der Kanalisationsdimensionierung, deren Angaben bezüglich der Abflussbeiwerte und der Modellparameter zur Abflusssimulation nicht ausreichend differenziert und nur sehr bedingt aufeinander abgestimmt sind. Die angegebenen Werte können zudem nicht durch die Ergebnisse bislang durchgeführter Einzeluntersuchungen bestätigt werden. Darüber hinaus fehlen bislang Modellansätze zur Niederschlagsabflusssimulation, die in der Lage sind, das Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächen realitätsnah nachzubilden. Damit fehlt ein adäquates Hilfsmittel, um insbesondere nachhaltige Entwässerungsmaßnahmen und deren Auswirkungen zuverlässig berechnen und die Entwässerungsanlagen dimensionieren bzw. optimieren zu können. Mit dem Forschungsprojekt werden daher die folgenden Ziele verfolgt: - Gewinn vertiefter Kenntnisse zum Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächenbeläge; Ableitung gesicherter Abflussbeiwerte für unterschiedliche Flächentypen, verschiedene Randbedingungen und unterschiedliche Anwendungsbereiche; - (Weiter-)Entwicklung von Modellansätzen zur urbanen Niederschlagsabflusssimulation; - Ausweisung flächenspezifischer Parameterwerte; - Schaffung zuverlässiger Planungsgrundlagen und verbesserter Berechnungsmethoden zur Dimensionierung, Bewertung und Optimierung von Entwässerungsanlagen; - Steigerung der Berechnungsgenauigkeit und der Wirtschaftlichkeit entwässerungstechnischer Planungen.
Das Projekt "Photochemische und optische Eigenschaften von Inversionsschichten" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen / Bayerisches Staatsministerium für Unterricht, Kultus, Wissenschaft und Kunst. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik.Mit der Gruenten-Seilbahn wurden bei stabiler Schichtung Aerosole optisch und chemisch charakterisiert sowie UV-Strahlung und O3-Konzentrationen gemessen. Die Profile ergeben einen signifikanten Zusammenhang zwischen Aerosol und O3, allerdings nicht eindeutig, da je nach Zusammensetzung des Aerosols und damit der mit ihm emittierten Substanzen oder deren Reaktionsprodukten sowohl eine O3-Reduktion als auch ein Anstieg auftritt. Im allgemeinen sind besonders kleine, d.h. junge Aerosole wegen der meist gleichzeitigen Emission von Stickoxiden mit sehr niedrigen O3-Konzentrationen verbunden. Das duerfte weniger am O3-Abbau an Aerosoloberflaechen liegen als an der Titration von O3 mit NO, durch die NO2 gebildet wird. Mittlere und grosse Partikel sind haeufig auch mit erhoehten O3-Konzentrationen verbunden. Dann handelt es sich um gealtertes Aerosol bzw. gealterte Luftmassen, in der O3-Verluste durch nachfolgenden O3-Aufbau aus Reaktionen mit Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen bereits wieder kompensiert sind. Die hohen Konzentrationen im Gipfelbereich, die trotz frischer Emissionen beobachtet wurden, sind vermutlich darauf zurueckzufuehren, dass die relativ geringe chemische Verlustrate von einer effektiven O3-Produktion bei niedrigen Stickoxidkonzentrationen verdeckt wird. Die vorgefundenen Aerosolkonzentrationen sind so niedrig, dass ein signifikanter O3-Verlust zum Aerosol weitgehend ausgeschlossen werden kann. Erstaunlich hoch, durchaus mit Werten am Stadtrand von Muenchen vergleichbar, sind dabei die Russkonzentrationen. Die Wirkung der Aerosole auf die UV-Strahlung ist weniger gut abzuleiten, da Strahlungsmessungen ausser nachmittags stark von Beschattung der Seilbahntrasse beeinflusst sind; dann ist aber meist die Grenzschicht komplett bis in Gipfelhoehe durchmischt, so dass kaum noch Variationen in der Aerosolkonzentration sichtbar sind. Ein Einfluss von Aerosolen, zu denen ja auch die Wolkentroepfchen gehoeren, ist deshalb nur bei sehr grossen Aenderungen der optischen Dichte, z.B. an Wolkenobergrenzen, eindeutig zu sehen. Bezueglich O3 ergab sich keine direkten Aenderungen in der Umgebung von Inversionsschichten durch die Aerosole. Erhoehte Strahlungsfluesse und - nach ausreichender Reaktionszeit - hoehere O3-Konzentrationen waeren z.B. dann zu erwarten, wenn Aerosolschichten optisch so dicht sind, dass sie signifikant zur Umsetzung von direkter zu diffuser Strahlung beitragen. Eine solche Erhoehung der Strahlungsfluesse muesste auch laengere Zeit anhalten, um messbare Effekte auf die O3-Konzentration zu haben. Inversionsschichten trennen aber effektiv relativ homogene Luftmassen mit unterschiedlicher Charakteristik und chemischer Zusammensetzung, die anhand der Aerosolmessungen in aehnlicher Weise wie ueber die Messung von Kohlenwasserstoffen und dem daraus abgeleiteten Verhaeltnis von kurz- zu langlebigen Substanzen charakterisiert werden koennen.(gekuerzt)
Das Projekt "Aufbau, Erprobung und Optimierung einer Pilotanlage zur Herstellung von Solargeneratoren auf der Basis von Inversionsschichtzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: NUKEM, Geschäftsbereich Solar- und Oberflächentechnik.Uebergeordnetes Ziel aller Arbeiten in der Photovoltaik ist es, Systeme zu entwickeln, mit denen die Stromerzeugung kostenguenstiger als mit bisherigen photovoltaischen Systemen durchgefuehrt werden kann. Eines der aussichtsreichsten Konzepte hierbei stellt die MIS-Inversionsschichtzelle dar. Es ist zu erwarten, dass mit diesem Zellentyp die energiespezifischen Herstellkosten im Vergleich zur herkoemmlichen pn-Zelle deutlich gesenkt werden koennen. Gesamtziel des hier vorgeschlagenen Vorhabens ist es, die fuer diesen Zellentyp bislang im Labormassstab entwickelten Herstelltechniken in einen industriellen Pilotmassstab zu ueberfuehren. Im einzelnen sind dazu folgende Arbeiten vorgesehen: - Ueberfuehrung der bei Prof Hezel, Uni Erlangen, vorhandenen Kenntnisse auf NUKEM; - Entwicklung und Qualifizierung saemtlicher Verfahrensschritte und Anlagen im Labormassstab; - Aufbau einer Pilotanlage mit einer maximalen Fertigungskapazitaet von ca 0,5 MW pro Schicht und Jahr; - Erprobung dieser Pilotfertigungslinie mit Einfahren aller Einzelkomponenten und der Optimierung saemtlicher Einzelschritte; - Erprobung der so gefertigten Module unter beschleunigten und realistischen Umgebungsbedingungen. Die Arbeiten werden im engen Verbund mit Prof Hezel, Uni Erlangen, durchgefuehrt.
Das Projekt "Produktoptimierung von MIS-Inversionsschicht-Solarzellen und -modulen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: NUKEM, Geschäftsbereich Solar- und Oberflächentechnik.Eine neue 'bifaciale' MIS-Inversionsschicht-Solarzelle soll auf duennen Siliciumsubstraten (ca 100 mym) der Groesse 100 mm x 100 mm im Industrielabor entwickelt werden. Je nach vorhandener Albedo kann der Wirkungsgrad relativ um 20-80 Prozent erhoeht werden. Mit innovativen Verfahren sollen Grossmodule bis zu Abmessungen 1,5 m x 2,5 m entwickelt werden. Nur die konsequente Beruecksichtigung der Wechselwirkung Modul-Aufstaenderung kann zu einem kostenmaessig optimierten Solargenerator fuehren. Eine Fertigungsanlage mit heute bekannten CIM-Bausteinen ist die Grundlage zur kostenguenstigen Produktherstellung. Insbesondere trifft dies in Bereichen zu, wo eine reproduzierbare Prozessfuehrung eine Steigerung der Ausbeute und Handhabungsautomaten eine Produktverbesserung erwarten lassen.
Das Projekt "Zukunftsweisende Modultechniken und Halbleiterschichten fuer Inversionsschicht-Solarzellen und -module" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: NUKEM, Geschäftsbereich Solar- und Oberflächentechnik.Hauptziel des Vorhabens ist der Nachweis, aus der Gasphase abgeschiedenes grossflaechiges, kolumnarkristallines Silicium als Basismaterial fuer die MIS-Inversionsschichtzelle zu benutzen. Damit lassen sich zwei Arbeitsschritte der herkoemmlichen Technologie einsparen: zum ersten das Aufschmelzen des poly-Siliciums und die daran anschliessende Kristallherstellung (Czochralsky oder multikristalline Bloecke) und zum zweiten den aufwendigen und materialverbrauchenden Saegeschritt zur Herstellung der flaechigen Si-Scheibe.
Das Projekt "Physiologisch-biochemische Untersuchungen von Baeumen in Inversionszonen" wird/wurde gefördert durch: Steiermärkischer Wissenschafts- und Forschungslandesfonds. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Graz, Institut für Pflanzenphysiologie.An einem Hoehenprofil in der Steiermark, das sich von Tal bis Waldgrenze erstreckt (450-1770 m NN) wurden an Fichtennadeln physiologisch-biochemische Untersuchungen durchgefuehrt (S-Gehalt, Thiole, Ascorbinsaeure, Pigmente, Peroxidase, Epikutikularwachse). Die Inversionsschicht in 1000 m Hoehe ist durch das Vorhandensein schwefelhaltiger Immissionen charakterisiert. Um 1400 m NN kann keine Anreicherung von Schwefel mehr beobachtet werden, allerdings deuten die physiologischen Reaktionen auf oxidativen Stress hin. Dies laesst sich aus der Gesamtheit der physiologischen Reaktionen ablesen.
