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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Photochemie und Radikale

Freie Radikale (OH, HO2, RO2 und NO3) spielen in der Atmosphäre eine zentrale Rolle beim chemischen Abbau von reaktiven Spurengasen. Das Hydroxylradikal (OH) wird vor allem photochemisch unter dem Einfluss von Sonnenlicht gebildet und ist das wichtigste atmosphärische Oxidationsmittel. Es entfernt global z.B. den größten Teil (ca. 90%) des emittierten Treibhausgases Methan (CH4) und des giftigen Kohlenmonoxids (CO) aus der Atmosphäre. Generell entstehen beim Abbau von Spurengasen neue chemische Verbindungen, darunter auch sekundäre Schadstoffe wie Ozon, Hydroperoxide, Säuren und Feinstaub. Diese Produkte sind nicht nur für die Luftqualität und Gesundheit von Bedeutung, sondern beeinflussen auch den Strahlungshaushalt der Erde und somit das Klima.

Unsere Abteilung führt experimentelle Beobachtungen der atmosphärischen Radikal- und Photochemie mit modernen physikalischen Messverfahren durch. Die Messungen werden in Feldkampagnen am Boden, auf dem Zeppelin NT, auf dem Forschungsflugzeug HALO und in der Jülicher Atmosphärensimulationskammer SAPHIR durchgeführt. Zusätzlich werden chemische Modellrechnungen durchgeführt und mit den Beobachtungsdaten verglichen, um die atmosphären-chemischen Prozesse besser zu verstehen und beschreiben zu können. Damit wird ein Beitrag für bessere Modellvorhersagen zu Luftqualität und Klimaänderungen geleistet.

Aktuelle Arbeiten und Projekte

  • SARLEP (ERC)
    Untersuchung der Oxidation wichtiger organischer Verbindungen, die von Pflanzen emittiert werden, und deren Auswirkung auf die atmosphärische Selbstreinigung durch Radikale.
  • JULIAC
    Untersuchung der atmosphärischen Chemie von Radikalen und Aerosolen während verschiedener Jahreszeiten unter dem Einfluss biogener und anthropogener Emissionen in Deutschland.
  • China
    Untersuchung der atmosphärischen Selbstreinigung und der Bildung sekundärer Schadstoffe in dichtbesiedelten Regionen in China.
  • PEGASOS
    Räumlich aufgelöste Untersuchungen chemischer Prozesse in der unteren Troposphäre in Europa mit Hilfe von Messungen auf dem Zeppelin NT.
  • OMO
    Untersuchung der atmosphärischen Selbstreinigung in der oberen Troposphäre unter dem Einfluss von Luft aus Südasien während des Sommer-Monsuns.
  • HOx-Arbeitsgruppe
    Internationale Kooperation zur Verbesserung von OH-, HO2- und RO2-Radikalmesstechniken.
  • EMeRGe
    EMeRGe HALO Mission zur Untersuchung der Ausbreitung und Umwandlung von Luftverschmutzungen von Megacities
  • HD(CP)2
    Projekt zur Bereitstellung atmosphärischer Messdaten der Messstation JOYCE für Vergleiche mit Klimamodellen

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