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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Laser induzierte Fluoreszenz

Die Arbeitsgruppe führt Konzentrationsmessungen freier Radikale in der Atmosphäre durch, um diese mit numerischen Simulationen atmosphärischer Chemiemodelle zu vergleichen. Dadurch ist es möglich, Modelle zu testen und weiterzuentwickeln, die für Vorhersagen der atmosphärischen Selbstreinigung und photochemischen Schadstoffbildung von Bedeutung sind.

Die Untersuchungen schließen folgende Radikale ein:

  • OH  Hydroxylradikale: diese Verbindung wird primär durch Photolyse von Ozon (O3) und Salpetriger Säure (HONO) gebildet und ist das wichtigste atmosphärische Oxidationsmittel, welches die chemische Lebensdauer der meisten atmosphärischen Spurengase kontrolliert.
  • HO2 Hydroperoxyradikale: diese Radikale entstehen durch Reaktion von OH mit Kohlenmonoxid (CO) sowie aus RO2-Radikalen; sie sind wesentlich an der photochemischen Ozonbildung beteiligt.
  • RO2 Organische Peroxyradikale: sie entstehen durch Reaktion von OH mit Kohlenwasserstoffen und sind wesentlich an der photochemischen Ozon- und Partikelbildung beteiligt.
  • NO3 Nitratradikal: diese Verbindung bildet sich in der Dunkelheit aus Ozon und Stickoxiden und spielt als nächtliches Oxidationsmittel eine wichtige Rolle; tagsüber wird NO3 durch Sonnenlicht zerstört.

Für Messungen atmosphärischer Radikale wird vor allem die Technik der laser-induzierten Fluoreszenz (LIF) angewendet, welche neben der Konzentrationsmessung für OH, HO2 und RO2, auch eine direkte Bestimmung der chemischen Lebensdauer von OH ermöglicht.

NO3-Radikale werden dagegen mit Cavity-Ring-Down (CRD) Spektroskopie nachgewiesen.

Die Untersuchungen werden in nationalen und internationalen Feldexperimenten am Boden (z.B. in China), auf einem Forschungszeppelin und demnächst auf dem Forschungsflugzeug HALO durchgeführt. Zusätzlich wird die Chemie der Radikale in kontrollierten Experimenten in der Atmosphärensimulationskammer SAPHIR untersucht.


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