Das Projekt "SCIAMACHY Envisat Validierung (ESA AO-ID 222): Lidar Messungen zur Bestimmung von Temperaturprofilen, der Aerosolbeladung und von Wolken in der polaren Atmosphaere im Hoehenbereich von 5 bis 95 km auf der Esrange bei Kiruna (Schweden)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Physikalisches Institut durchgeführt. Zur Validierung des Sensors SCIAMACHY auf dem Umweltsatelliten ENVISAT schlagen wir vor, Hoehenprofile der Atmosphaerentemperatur und der Aerosolbeladung wie Ci, PSC, PMC, Vulkanische und Schwefelsaeuretroepfen mit unserem Lidar auf der Esrange bei Kiruna (Nordschweden) knapp noerdlich des Polarkreises in einem Hoehenbereich von 5 bis 95 km messen. Die polare Atmosphaere ist hochvariabel und erreicht insbesondere bei den Temperaturen solche Extremwerte, dass umweltrelevante Wolken wie PSC umd PMC auftreten. An unserem Standort koennen daher ENVISAT Datenprodukte ueber einen grossen Variationsbereich der Amtosphaerenparameter mit einem Instrument validiert werden. Wir planen, mehrere 4 bis 6-woechige Feldmessungen jeweils im Winter und im Sommer duchzufuehren. Da unser Lidar tageslichtfaehig ist, koennen wir enge Zeit- und Raumkoinzidenzen mit SCIAMACHY abdecken. Auf 68 Grad noerdliche Breite erwarten wir mindestens eine nahe Koinzidenz ( kleiner 100 km) pro Tag. Die genauen Kampagnetermine werden auf die anderen Validierungskampagnen abgestimmt. Wir werden unsere Lidarergebnisse in SCIAMACHY Datenprodukte umrechnen. Unsere Daten sind auch zur Validierung von MIPAS und GOMOS nutzbar.
Das Projekt "Physik und Chemie ausgeschwebter PSC-Teilchen Teil 2: Gefrierverhalten und Lebensdauer von Eisteilchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Das in diesem Antrag dargestellte Projekt ist Teil 2 eines Kooperationsprojektes zwischen dem Max-Planck-Institut fuer Chemie Mainz und dem Institut fuer Physik der Atmosphaere der Johannes Gutenberg-Universitaet Mainz. Ziel des gemeinsamen Projektes ist es, frei ausgeschwebte PSC-aehnliche Einzelteilchen unter stratosphaerischen Bedingungen zu untersuchen. In Teil 1 wird die Thermodynamik und Kinetik der Gasaufnahme durch solche Teilchen studiert, mittels einer elektrodynamischen Falle. In Teil 2 wird der Gefrierprozess sowie die Lebensdauer waehrend der Verdampfung von einzelnen HNO3/H2SO4/H2O-Troepfen mittels einer akustischen Falle untersucht. Beide Fallen eignen sich in idealer Weise, kleinste Einzelteilchen zu levitieren und physiko-chemischen Studien zu unterwerfen.
Das Projekt "Entwicklung eines in-situ NO/NOX/O3 Messsystems und Flugzeugmessungen von NOX und O3 bei POLSTAR (Polar Stratospheric Aerosol Experiment)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre Oberpfaffenhofen durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist der Aufbau und Einsatz eines 'in-situ NO/NOX/O3-Messystems' fuer das Hoehenforschungsflugzeug STRATO 2C. Dieses Messystem ist Teil eines Instrumentpaketes, das von wissenschaftlichen Beirat STRATO 2 C fuer Untersuchungen zur Chemie und Dynamik der Stratosphaere ausgearbeitet wurde. Das Messystem wird folgende Komponenten umfassen: - NO-Sensor (Messprinzip: NO-O3-Chemilumineszenz) - NOX-Detektor (Messprinzip: Reduktion der einzelnen NOY-Komponenten mit einem geheizten Konverter zu NO und Nachweis des NO mit NO-O3-Chemilumineszenz) - O3-Sensor (Messprinzip: UV-Absorptionsphotometrie und Oberflaechenchemilumineszenz). Es soll im Rahmen des Projektes bei Kampagnen in mittleren und polaren Breiten fuer Messungen zu folgenden Forschungsschwerpunkten eingesetzt werden: - Chemie der Ozonreduktion in der unteren Stratosphaere - Untersuchung chemischer Aktivierungsprozesse an PSC-Teilchen und Schwefelsaeuretroepfchen - Quantifizierung der Austauschprozesse im Bereich des Polarwirbels und der Tropopause.
Das Projekt "Heterogene und homogene Chemie von ClOy-, BrOy- und NOy-Verbindungen an Modelloberflaechen von polaren Stratosphaerenwolken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Ziele dieses Forschungsvorhabens waren u.a. ein besseres Verstaendnis ueber die Bildung von polaren Stratosphaerenwolken (PSC's) vom Typ I (Salpetersaeuretrihydrat = NAT) zu erhalten. Ferner sollten quantitative Informationen ueber die Produkte, die Mechanismen und die Kinetik von Reaktionen erhalten werden, welche mit chemischen Prozessen an den PSC-Oberflaechen im Zusammenhang stehen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei bei Brom- , NOx/NOy-Verbindungen und Ozon. Die zu erwartenden Informationen sollten dazu beitragen, Wissensluecken bei der heterogenen und homogenen Stratosphaerenchemie zu schliessen und zu einem detailierteren Verstaendnis beitragen um die chemischen Prozesse zu erklaeren, welche das Ozonloch ueber der Antarktis verursachen. Unsere Untersuchungen zeigen folgendes: (i) die Oberflaechen von PSC's (Typ II) , welche hauptsaechlich aus Wassereis bestehen, koennen in PSC-Oberflaechen vom Typ I (Salpetersaeurehydrate) durch die Reaktion von N2O5 an Eisoberflaechen ueberfuehrt werden; In der Stratosphaere koennten solche Prozesse die Lebensdauer der PSC-Partikel verlaengern, da NAT erst bei 5-7 K hoeheren Temperaturen verdampfen als reines Wassereis; verschiedene Formen der Salpetersaeurehydrate (Mono-, Di- und Trihydrate) wurden praepariert und spektroskopisch charakterisiert; Die thermodynamisch stabilste Form ist die beta-Modifikation des Salpetersaeuretrihydrats (beta-NAT); (ii) es wurde festgestellt, dass die ionische Chemie bei heterogenen chemischen Reaktionen sehr wichtig ist und dies sogar bei den tiefen Temperaturen der winterlichen polaren Stratosphaere; (iii) die heterogene Reaktion von N2O5 mit HBr wurde auf N2O5-, Eis- und NAT-Oberflaechen studiert. Bei Temperaturen oberhalb von 165 K reagierten N2O5 und HBr miteinander. Als Reaktionsprodukte wurden in der festen Phase Salpetersaeuremonohydrat (NAM), in der Gasphase Brom (Br2) und Stickstoffmonoxid (NO) gefunden. Als weiteres Produkt wurde Nitrosylbromid (BrNO) identifiziert. Durch Variation der Konzentrationen der Ausgangsstoffe konnte der Mechanismus dieser Reaktion aufgeklaert werden.
Das Projekt "Sondierung der arktischen Stratosphaere mittels flugzeuggetragener Lidar-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre Oberpfaffenhofen durchgeführt. Mit dem DLR-Lidar-System in der Transall werden stratosphaerische Aerosolschichten - insbesondere die am Abbau der Ozonschicht beteiligten polaren Stratosphaerenwolken (PSC) - in ihrer horizontalen und vertikalen Struktur und ihrer optischen Dicke bei mehreren Wellenlaengen erfasst. Zwei der - von den beiden Lasern (ND: VAG und XEC1) insgesamt erzeugten vier Wellenlaengen sind so gewaehlt, dass sie ueber die differentiellen Absorption (DIAL) zusaetzlich die Bestimmung des Vertikalprofils der Ozonkonzentration ermoeglichen. Fuer die Unterscheidung ausgedehnter Stratiformer PSCS von langlebigen stratosphaerischen Aerosolschichten, die aus Vulkan-Eruption stammen, ist das System bei einer Wellenlaenge (532 nm) zur Auswertung des Depolaisationsgrades erweitert worden.