Das Projekt "Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung - Leitprojekt 2C: Bestimmung der Fluesse von reaktiven fluechtigen organischen Verbindungen ueber Waldoekosystemen mittels der Relaxed-Eddy-Accumulation (REA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Zielsetzung: Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, qualitaetsgesicherte Bestandsfluesse von ausgewaehlten, fluechtigen C5-C15-Kohlenwasserstoffen (VOC) (insbesondere Terpenen) aus einem Kiefernwald als Funktion der Tages- und Jahreszeit sowie die Abhaengigkeit der Fluesse von meteorologischen Parametern zu bestimmen und mit Modellergebnissen zu vergleichen. Dazu werden 1997 und 1998 mehrere Messkampagnen an der Forstmeteorologischen Messstelle 'Hartheimer Wald' des Meteorologischen Instituts der Universitaet Freiburg (MIF) durchgefuehrt. Dabei wird auf den dort befindlichen Messturm, ausgeruestet mit der erforderlichen Infrastruktur, zurueckgegriffen. Die Messungen erfolgen unter Einsatz der 'Relaxed Eddy Accumulation' (REA) Methode. Die im IFU vorhandene und bereits erprobte 'offline'-REA-Technik (Sammeln der Luftproben am Messort und gaschromatographische Analyse im Labor) soll fuer dieses Experiment auf den 'online'-Betrieb (Sammeln und analysieren mit Gaschromatographie am Messplatz) erweitert werden, die eine dichtere Messfolge und damit eine Aussage ueber kurzfristige Schwankungen der Emissionsrate als Funktion der meteorologischen Variationen erlaubt. Die oberhalb des Bestands erfassten VOC-Fluesse werden mit den aus Kuevettenmessungen einer anderen Arbeitsgruppe berechneten VOC-Emissionsraten verglichen und daraus Aussagen ueber den moeglichen photochemischen Abbau dieser Komponenten im Nahbereich des Kronenraums abgeleitet. Die Ergebnisse der Flussbestimmungen werden mit Ergebnissen aus Modellrechnungen verglichen und zur Verbesserung der empirischen Modelle genutzt. Ergebnisse: Um die Messaufgaben durchzufuehren, wurde ein Rechnerprogramm erstellt. Besonderer Wert wurde auf die Aufzeichnung und Verarbeitung der Daten vom Anemometer gelegt. Die Daten des Anemometers werden 10 mal je Sekunde eingelesen und eine speziell entwickelte Software entscheidet, welches Ventil geoeffnet werden soll (Auf-, Abwind oder relaxed Zustand). Dabei ist darauf zu achten, dass die Zeit zwischen Windmessung und Ventilschaltung moeglichst kurz und nicht variabel ist, dh das Programm in Echtzeit arbeitet. Dazu wurde der Rechner zur Steuerung der REA-Anlage mit dem Betriebssystem LINUX 2.0.29 mit der Echtzeiterweiterung RT-LINUX 0.5a ausgestattet. Die Analyse von Turbulenzmessungen im 'Hartheimer Wald' ergaben, dass bei einer Messperiode von 30 min nicht alle Perioden von Turbulenzelementen, die zum Transport von skalaren Groessen, wie Temperatur oder VOC-Konzentrationen beitragen, erfasst werden. Bei Horizontalwindgeschwindigkeiten um 1m pro Sekunde, wie sie waehrend einer Messkampagne vorherrschten, reichen 30 min als Messperiode nicht aus und bei Schwachwindverhaeltnissen ist deshalb eine laengere Messperiode zu waehlen. Desweiteren ergab Analyse der Turbulenzdaten eine gute Uebereinstimmung des standortspezifischen Beta-Parameters, der zur Flussbestimmung mittels REA-Technik essentiell ist, mit den Literaturwerten von Businge
Das Projekt "Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung - Leitprojekt 2C - Teilvorhaben: Feldstudien zur Emission biogener Kohlenwasserstoffe unter Einsatz der Kuevettenmethode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der Spektrochemie und Angewandten Spektroskopie, Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie durchgeführt. Primaeres Ziel des geplanten Vorhabens ist die Charakterisierung der von Waldbaeumen abgegebenen fluechtigen organischen Verbindungen (VOCs) im Rahmen von Freilanduntersuchungen und zwar in Bezug auf die stoffliche Zusammensetzung sowie die Hoehe der Freisetzungsrate dieser Substanzen. Unter Beruecksichtigung von saisonalen Einfluessen sollen daher mehrere Feldkampagnen in einem Kiefernwaldbestand durchgefuehrt werden. Von den verschiedenen grundsaetzlich zur Verfuegung stehenden Methoden zur Erlangung von Emissionsdaten biogener Kohlenwasserstoffe soll von unserer Arbeitsgruppe die Kuevettentechnik eingesetzt werden um die Abgabe von Isopren, Monoterpenen, Sesquiterpenen und sauerstoffhaltigen Verbindungen der Pflanzen festzustellen. Bei dieser Technik werden Teile der Pflanze in eine transportable Teflonkammer eingeschlossen und die Abgabe der Kohlenwasserstoffe durch Differenzmessung der jeweiligen Verbindungen am Ein- und Ausgang der Kuevette bestimmt. Die geplanten Kampagnen unter Einsatz der Kuevetten sollen auf der einen Seite die Primaeremissionen der Pflanzen moeglichst vollstaendig erfassen, also auch extrem reaktive biogene VOCs beruecksichtigen. Darueber hinaus sollen die Messungen quantitative Aussagen ueber die Emissionsraten biogenen Kohlenwasserstoffe in Abhaengigkeit von der Jahreszeit erlauben. Sind eine Reihe von Bestandsflaechenparametern bekannt (Biomassefaktoren), koennen schliesslich die erhaltenen Resultate den Flussbestimmungen mittels REA (relaxed eddy accumulation) gegenuebergestellt werden. Als Standort fuer die geplanten Untersuchungen bietet sich die meteorologische Messstation Hartheimer Wald in der Naehe von Freiburg an. Zunaechst repraesentieren die dort vorherrschenden Kiefernarten (Pinus sylvestris, Pinus nigra) zwei in Europa weit verbreitete Nadelbaumspezies. Ausserdem ist insbesondere ein erfolgversprechender Einsatz der REA-Technik zur Flussermittlung biogener Kohlenwasserstoffe von einer Reihe topographischer und messtechnischer Voraussetzungen abhaengig, welche an dieser Messstation weitestgehend erfuellt werden.