Messtechniken für Spurengase und Radikale

Das Institut ICE-3 verfügt über langjährige Erfahrungen in der Entwicklung und im Betrieb von Messinstrumenten für Spurengase bis in den pptv-Bereich, für OH-Radikale sogar bis hinunter zu 0.01 pptv. Unter anderem werden folgende physikalische Verfahren zur Messung von Spurengasen und Radikalen eingesetzt:

• Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF)
  Diese Methode wird für die Messung von OH-Radikalen verwendet und ermöglicht auch den Nachweis von HO₂ und RO₂-Radikalen durch vorherige chemische Umwandlung in OH.

• Optische Absorptionsspektroskopie
  Diese Methode wird in verschiedenen Varianten eingesetzt:

  • Differentielle Optische Absorptionsspektroskopie (DOAS)
    für OH, SO₂, HCHO usw.
  • Cavity-Ringdown Spektroskopie (CRDS)
    für NO, NO₂, NO₃, N₂O₅, O₃, CO, CO₂, CH₄, H₂O
  • Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy (CEAS)
    für HONO und Glyoxal (in Entwicklung)
  • Long-Path Absorption Photometry (LOPAP)
    für HONO
• Laserpulsphotolyse + LIF
  Messung der atmosphärischen OH-Lebensdauer, welche von den Konzentrationen atmosphärischer OH-Reaktionspartner und deren OH-Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten abhängt.
• Chemilumineszenz
  für NO und NO₂
• Gaschromatographie
  für VOCs, CO, Peroxyacetylnitrat (PAN)
• Chemische-Ionisation-Massenspektrometrie
  Die Technik ist für eine Vielzahl von Spurengasen einsetzbar, die wahlweise mit verschiedenen Ionen (z.B. H₃O+, Br-, NO₃-) ionisiert und massenselektiv nachgewiesen werden können. Die Technik wird u.a. für HO₂-Radikale (in Entwicklung), VOCs (PTRMS), teiloxidierte und hochoxidierte organische Verbindungen (CIMS) eingesetzt.

Darüber hinaus betreibt das ICE-3 Messeinrichtungen zur Datenqualitätssicherung in internationalen Projekten und Netzwerken (z.B.: ACTRIS, GAW).

• Der Betrieb der Atmosphären-Simulationskammer SAPHIR und das Projekt EUROCHAMP ermöglichen kontrollierte Instrumenttests und Messvergleiche unter realistischen bodennahen troposphärischen Bedingungen.

• Innerhalb der Globalen Überwachung der Atmosphäre (GAW) werden als World Calibration Center Standards und Prozeduren sichergestellt für

  • Messungen mit flugzeug- und ballongetragenen Ozon- und Feuchtesensoren
    (WCCOS und ESF)
  • Messungen von NOx-Messungen (WCC-NOx).