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Aerosolkammer-Untersuchungen zum Einfluss von Aerosolsystemen auf die Oxidationskapazitaet der Troposphaere und auf das Klima

Das Projekt "Aerosolkammer-Untersuchungen zum Einfluss von Aerosolsystemen auf die Oxidationskapazitaet der Troposphaere und auf das Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung durchgeführt. Ziel ist es, chemische und klimarelevante Eigenschaften von Aerosolen, differenziert nach chemischer Zusammensetzung, Struktur und Groessenverteilung, fuer die Prognose des Klimas und der Oxidationskapazitaet der Troposphaere mit Hilfe von Klima- und Chemiemodellen zur Verfuegung zu stellen. Einen Schwerpunkt bilden Untersuchungen heterogener Reaktionen von Radikalen und anderen labilen Spurenstoffen mit Aerosolen: Numerische Rechnungen auf der Basis von Aerosol-Chemie-Modellen (COSIMA; NACHE) werden mit experimentellen Prozessstudien an realitaetsnah zusammengesetzten Aerosol-Spurengas-Gemischen kombiniert. Die Experimente erfolgen u.a. in einer 80 m3 grossen kuehl- und evakuierbaren Aerosolkammer (AIDA-Kammer), in der sowohl aerosolphysikalische Parameter als auch Aenderungen der stofflichen Zusammensetzung in der Gas- und Partikelphase ueber lange Zeitraeume, u.a. mit Hilfe der Langweg-FTIR-Spektrometrie und massenspektrometrischer Methoden, messend verfolgt werden koennen minimieren.

Loesungs- und Transporteigenschaften des stratosphaerischen Schwefelsaeure-Aerosols: Laboruntersuchungen an extrem duennen Schwefelsaeurefilmen

Das Projekt "Loesungs- und Transporteigenschaften des stratosphaerischen Schwefelsaeure-Aerosols: Laboruntersuchungen an extrem duennen Schwefelsaeurefilmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung durchgeführt. An etwa 1 Mikrometer duennen z.T. unterkuehlten Schwefelsaeurefilmen, die als stationaere Phase in Kapillarsaeulen aufgetragen oder als freitragender Film durch ein Mikronetz stabilisiert werden, sollen bei stratosphaerisch relevanten Temperaturen dynamische Messungen der Gasaufnahme und Abgabe sowie der Gastransmission von solchen Verbindungen durchgefuehrt werden. Untersucht werden Verbindungen, die an heterogenen Umwandlungen in der polaren Stratosphaere beteiligt sind. Die Kapillarsaeulen werden zur Messung von Retentionszeiten und Peakformen eingesetzt. An den freitragenden Filmen wird die Transmissionsrate im Uebergangsbereich von der Anlaufphase zur Stationaritaet gemessen. Als universelles und selektives Nachweisgeraet wird ein Ionenfallen-Massenspektrometer verwendet. Die Messungen werden zur Ermittlung von Henry-Konstanten H, effektiven Henry-Konstanten H und Diffusionskonstanten D, in der fluessigen Phase mit numerischen Modellrechnungen verglichen, die z.B. auf der Theorie der Kapillarchromatographie basieren. Ferner koennen mit beiden Systemen auch heterogene chemische Reaktionen an Schwefelsaeurepartikeln untersucht werden.

Heterogene Reaktionen auf Aerosolen: Untersuchung der physikalisch/chemischen Eigenschaften von klimarelevanten Aerosolen

Das Projekt "Heterogene Reaktionen auf Aerosolen: Untersuchung der physikalisch/chemischen Eigenschaften von klimarelevanten Aerosolen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Heterogene chemische Reaktionen in der Stratosphaere haben mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Schluesselrolle zum Verstaendnis derjenigen Prozesse, die zum polaren Ozonabbau fuehren. Heterogene Reaktionen, die in der Stratosphaere auf Aerosolen und stratosphaerischen Polarwolken ablaufen, werden mit Hilfe von Laborexperimenten charakterisiert. Im Zentrum der experimentellen Arbeiten steht eine elektrodynamische Falle, in der Partikel mit realistischer chemischer Zusammensetzung sowie Groesse gespeichert werden. Die Aerosole werden nachfolgend mit atmosphaerischen Spurengasen zur Reaktion gebracht. Produkte der thermischen sowie photochemisch induzierten Reaktionen werden massenspektroskopisch nachgewiesen. Die Bestimmung der Verzweigungsverhaeltnisse konkurrierender Reaktionskanaele sowie die Unterscheidung von Oberflaechen- und Volumenreaktionen von festen bzw. fluessigen Partikeln sind von besonderem Interesse fuer ein vertieftes Verstaendnis der komplexen, heterogenen Reaktionen von stratosphaerischen Aerosolen sowie stratosphaerischen Polarwolken.

Erzeugung, physikalisch-chemische Eigenschaften und heterogene Chemie atmosphaerischer Kryoaerosole

Das Projekt "Erzeugung, physikalisch-chemische Eigenschaften und heterogene Chemie atmosphaerischer Kryoaerosole" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung durchgeführt. Mit einer 80 m3 grossen evakuierbaren und bis -90 Grad C thermostatisierbaren Aerosolkammer (AIDA-Kammer) werden Umgebungsbedingungen fuer die Erzeugung von Kryoaerosolen geschaffen, wie sie in der hoeheren Troposphaere und in der Stratosphaere anzutreffen sind. Die fuer diese Regionen relevanten atmosphaerenchemischen, physiko-chemischen und optischen Eigenschaften von Kryoaerosolen sowie von Russpartikeln aus Flugzeugtriebwerken werden untersucht. Im Mittelpunkt des Interesses stehen heterogene Reaktionen wie die Halogenaktivierung und/oder andere klimawirksame Eigenschaften. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und experimentelle Ueberpruefung theoretischer Modelle zur Beschreibung der Dynamik und der physikalisch-chemischen Eigenschaften der untersuchten Aerosole. Hierzu zaehlen Keimbildung, Gefrierverhalten, Wasseraufnahme, Wachstums- bzw. Verdunstungsgeschwindigkeit von Eisphasen, moegliche 'Coating'-Effekte. Die Zusammenarbeit mit externen Arbeitsgruppen zum Zwecke der Erprobung von Messsonden in der Aerosolkammer unter stratosphaerenaehnlichen Bedingungen wird angestrebt.

'CABRIS': Chlor- und Brom-Vorkommen in der Stratosphaere: Laborstudien homogener und heterogener Reaktionen

Das Projekt "'CABRIS': Chlor- und Brom-Vorkommen in der Stratosphaere: Laborstudien homogener und heterogener Reaktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Laboratoire de Pollution Atmospherique et Sol, Department de Genie rural durchgeführt. This project deals with fundamental kinetic investigations of heterogeneous chemistry relevant to stratospheric processes. It has been shown that the atmospheric halogen loading of anthropogenic origin is primarily responsible for the recurrent polar ozone depletions. This project is a concerted effort to obtain a better understanding of both homogeneous and heterogeneous chemical processes of halogen-containing molecules that may not have been taken into account heretofore. Particular emphasis is placed on bromine-containing compounds because of their greater reactivity in laboratory studies of atmospheric chemistry. We have started our investigations with the heterogeneous processing of Cl2O+H2O = HOCl in preparation for the hitherto unknown reaction Br2O+H2O = 2HOBr in the temperature range of 180 to 220 K. We are investigating the relationship between the extent of adsorption of precursor molecules whose importance increases with decreasing temperature and heterogeneous reaction rate of adsorbed molecules whose importance would decrease with decreasing temperature.

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