Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie, Institut für Weltraumwissenschaften durchgeführt. Die Aufgabe dieses Arbeitspaketes besteht in der Aufbereitung von Satellitendaten, mit dem Ziel, räumlich hoch aufgelöste Oberflächen- und atmosphärische Größen für genauere und passende Randbedingungen für HD(CP)2 Simulationen bereitzustellen. Die abgeleiteten Größen spektrale Oberflächenalbedo, Oberflächentemperatur, Gesamtwasserdampfgehalt und Wolkenhöhe, optische Dicke und Wolkentropfengröße werden ebenso für Parametrisierungen und Validierungen des HD(CP)2 Modells verwendet. Für das Erreichen der genannten Ziele werden mehr-jährige Zeitreihen von Satellitendaten über unterschiedlichen Regionen ausgewertet. Die Oberflächenparameter, spektrale Oberflächenalbedo und Oberflächentemperatur, sowie der Gesamtwasserdampfgehalt und die Wolkenparameter werden sowohl aus polarumlaufenden als auch geostationären Satellitenmessungen bestimmt. Die Instrumente MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer), AATSR (Advanced Along Track Scanning Radiometer) und MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) liefern Messungen mit räumlichen Auflösungen von 0.3 bis 1.5 km, das geostationäre SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) an Bord von MSG (Meteosat Second Generation) liefert Messungen mit der Auflösung von 4 bis 6 km. Der Vorteil von SEVIRI Messungen liegt in der Zeitlichen Wiederholrate der Messungen von 15 Minuten, während die polarumlaufenden Satelliten ENVISAT, Terra und Aqua nur einmal am Tag und einmal nachts über einen Ort Beobachtungen ausführen.
Das Projekt "Photochemische und optische Eigenschaften von Inversionsschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. 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 "Langzeituntersuchungen an wenig empfindlichen Dosisfilmen zum Einfluss einer Verkuerzung der Entwicklungszeit auf die Messunsicherheit fuer die optische Dichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Materialprüfungsamt Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Zur Erweiterung des Messbereichs der Filmdosimetrie nach hoeheren Dosiswerten kann die Entwicklungszeit fuer den wenig empfindlichen Film verkuerzt werden. Dabei ergeben sich jeweils niedrigere optische Dichten fuer die zur Kalibrierung benutzten Dosiswerte. Insofern werden die durch den Messbereich des Densitometers bedingten Maximalwerte der optischen Dichte erst bei hoeheren Dosiswerten erreicht. Die Streubreite der zu verschiedenen Zeiten durch eine verkuerzte Entwicklung erzielten Werte der optischen Dichte bei gleicher Dosis der Herstellungscharge der Emulsion ist stark abhaengig von der Reproduktion der Entwicklungsbedingungen (Chemikalienkonzentration, Einwirkzeit, Temperatur). Durch eine Langzeituntersuchung soll festgestellt werden, wie diese Streubreite durch Konstanthaltung der Entwicklungsparameter verringert und dann laengerfristig sicher erhalten werden kann. Diese Untersuchung soll sich bei sehr hohen Dosiswerten getrennt auf die beiden Emulsionsschichten des doppelseitig beschichteten Films erstrecken. Ferner soll fuer verschiedene Herstellungschargen die Energieabhaengigkeit des Ansprechvermoegens unter der Bedingung verkuerzter Entwicklungszeit ermittelt werden.