Die Variabilität der oberen Atmosphäre der Erde wird durch die Schwankungen in der Absorption solarer UV- und EUV-Strahlung die Ionosphäre hervorgerufen. Dabei tritt jedoch eine Verzögerung auf, die durch das Zusammenspiel verschiedener physikalischer und chemischer Prozesse verursacht wird. So haben die bestimmenden Ionisations- und Rekombinationsprozesse in den verschiedenen Schichten der Ionosphäre, aber auch Transportprozesse einen entscheidenden Einfluss. Die Rolle dieser Prozesse wurde in verschiedenen Studien untersucht, jedoch haben sich diese Analysen bisher nur mit einzelnen Aspekten der Verzögerung beschäftigt.Im Projekt DRIVAR II werden jene Aspekte der Verzögerung untersucht werden, die bisher nicht in Studien aufgenommen wurden. Dies beinhaltet die Variation der Verzögerung in hohen und niedrigen Breiten und die Rolle von Kopplungsprozessen zwischen Thermosphäre und Ionosphäre. Aufbauend auf diesen Ergebnissen und vorangegangenen Studien wird im Rahmen des Projektes eine globale Beschreibung der Verzögerung bereitgestellt.Die Analyse wird dabei einerseits auf etablierten Datensätzen (z.B. SDO-EVE, GOES, GUVI, Ionosonde oder TEC-Karten) aufbauen, aber andererseits auch neue Daten berücksichtigen (z.B. GOLD und ICON). Diese Vielzahl an solaren, thermosphärischen und ionosphärischen Parametern wird eine detaillierte Beschreibung der ionosphärischen Verzögerung ermöglichen. Hinzu kommen Modelluntersuchungen mit dem Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere Electrodynamics (CTIPe) Modell und dem Thermosphere-Ionosphere- Electrodynamics General Circulation (TIE-GCM) Modell. Die Untersuchungen mithilfe dieser Modelle werden die verantwortlichen Prozesse ionosphärischer Variabilität zu bestimmen. Mit den Ergebnissen der Untersuchungen sollen dann ggf. auch Vorschläge für die Optimierung dieser Modelle formuliert werden und empirische Modelle ergänzt werden.Mit dem DRIVAR-II-Projekt werden die ionosphärischen und thermosphärischen Prozesse, welche die verzögerte Reaktion der Ionosphäre bestimmen umfassender und genauer analysiert. Diese Untersuchungen werden auch das generelle Verständnis von Prozessen in der oberen Atmosphäre verbessern und sind für das Vorhersagen von ionosphärischen Bedingungen interessant.Das Projekt ist eine Kooperation zwischen dem Institut für Solar-Terrestrische Physik in Neustrelitz und dem Institut für Meteorologie der Universität Leipzig.
Die Untersuchung des Klimawandels erfordert langfristige Beobachtungen. Die passive Fernerkundung hat sich dabei als ein leistungsfähige Methode zur Untersuchung der Zusammensetzung der Atmosphäre bis etwa 60 km Höhe etabliert. Derartige Beobachtungen können vom Mikrowellenspektralbereich über das Infrarot bis ins UV/Vis durchgeführt werden. Messungen im infraroten Spektralbereich sind von hoher Relevanz, da dort viele Spurengase der Stratosphäre und Troposphäre nachgewiesen werden können. Seit etwa drei Jahrzehnten werden Infrarot-Beobachtungen mit FTIR-Spektrometern durchgeführt.Der hochalpine Standort am Jungfraujoch/Schweiz begann 1984 mit regelmäßigen FTIR-Beobachtungen. Bereits im geophysikalischen Jahr 1950/1951 wurden jedoch bahnbrechende Beobachtungen mit einem Gitterspektrometer zur Untersuchung der Erd- und Sonnenatmosphäre aufgenommen. Die entsprechenden Spektren für 1950/1951 sind auf ~ 80 Papierrollen verfügbar und decken insgesamt den Spektralbereich von 2,8 bis 23,7 um ab (entsprechend 422 bis 3571 cm-1). Weitere Gitterspektren sind als elektronische Dateien für den Zeitraum 1976-1989 verfügbar, sie decken jedoch nur schmale Spektralbereiche ab welche HCl, HF, N2O und CH4 abdecken. Da das Gitterspektrometer, wie auch die aktuellen FTIR-Spektrometer, vom Boden aus in Richtung Sonne im infraroten Spektralbereich misst, enthalten die Spektren auch die atmosphärischen Absorptionsmerkmale der Spurengase, wie die aktuellen FTIR-Spektren.Ziel unseres Projekts ist die Digitalisierung, Konservierung und Analyse der historischen Spektren, die 1950 und 1951 aufgenommen wurden. Dies soll zusammen mit einer Analyse der Spektren für den Zeitraum 1976-1989 erfolgen. Dies erlaubt es uns, die atmosphärische Zusammensetzung für einige Spurengase auf ihrem Hintergrundniveau zu untersuchen, bevor die Menschheit begann sie signifikant zu verändern, und ihre langfristige Entwicklung bis zur Gegenwart zu vermessen.Wir schlagen vor, die historischen Spektren für einige Spurengase zu analysieren. Selbst für jene Spurengase, die bereits in den historischen Spektren analysiert wurde, ist eine neue Auswertung aus zwei Gründen extrem wichtig. (i) die spektralen Daten haben sich aufgrund neuer Labormessungen und der Entwicklung der Molekülspektroskopie verbessert und (ii) die Auswertealgorithmen wurden aufgrund der Verfügbarkeit von schnellen Computern und Verbesserungen der Auswertesoftware signifikant weiterentwickelt.Die auszuwertenden Spurengase von Interesse beeinhalten CH4, N2O, CO, HCN, HNO3, C2H6, OCS und HCl. Für einige wenige Spurengase, wie HCl, kann die Auswertung aufgrund des geringen Signal-Rausch-Verhältnisses und der geringeren spektralen Auflösung der historischen Spektren schwierig sein. Aber selbst für diese Spurengase kann eine obere Grenze angegeben werden, was für die Untersuchung der langfristigen Änderung der atmosphärischen Zusammensetzung wichtig ist.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung und der Einsatz von faseroptischen Diagnostiksystemen zur räumlich aufgelösten Analyse von Flammenemissionen in der Brennkammer und zur hochdynamischen Bestimmung von Schwellwertüberschreitung der CO-Konzentrationen in der Austrittsebene von seriennahen Gasturbinenbrennkammern, sowie die Anwendung von Tomographiealgorithmen zur dreidimensionalen Rekonstruktion von Flammenfronten. Es werden druckdichte und hitzebeständige optische Faserbündel entwickelt, die Flammenemissionen aus dem Brennkammerbereich der Gasturbinen zunächst zu Detektoren bzw. unter Erhaltung der Bildinformation zu Kamerasystemen übertragen. Dort werden die Flammenemissionen analysiert und für qualitative und quantitative Interpretation der Verbrennungsvorgänge ausgewertet. Weiterhin werden die Laserabsorptionsmethode im erweiterten nahinfraroten Spektralbereich zur zeitlich hochaufgelösten Schwellwertmessung der CO-Konzentrationen im Abgasbereich der Flammen entwickelt, um Aussagen über die Qualität des Verbrennungsprozesses zu gewinnen. Zudem werden Berechnungen zur tomografischen Rekonstruktion der räumlichen Verteilungen der Flammenstruktur durchgeführt, die aus der Detektion von Flammenemissionen mittels der Faseroptiken aus verschiedenen Blickrichtungen in die Brennkammer erhalten werden. Insgesamt werden die Experimente und tomografischen Rekonstruktionen helfen, das Brennverhalten von modernen Gasturbinen besser zu verstehen und zu optimieren.
The HITRAN and GEISA databases are two of the best-known and most extensive resources for spectral line data containing several million data sets that include molecular line strengths, pressure broadening and line shift coefficients, ground state energies etc. for tens of molecular species. These data bases together with line by line codes allows atmospheric absorption spectra to be modelled and used to underpin some of the global atmospheric measurement efforts based on satellites, balloons, air planes and ground based measurement stations using LIDAR or FTIR instruments. The availability of highly accurate spectral data is essential for a qualitative and quantitative understanding of spectroscopic instrumentation as well as for modelling of radiation transport in atmospheric sciences and in many other scientific fields. Whilst the databases have been put together in an impressive long-term effort, with great expertise from diverse soures and have served the community well, quantitative estimates of atmospheric molecular species based on these data are often inaccurate due to a number of metrological issues. These include lacking information on the comparability of the retrieval algorithms or measurement conditions during the determination of such spectral data as well as missing or incompletely stated uncertainty of the measured gas pressure, gas temperature, effective absorption path length, path homogeneity or gas composition (including isotopic ratios). The consequences of lack of or missing information can result in large errors in climate modelling and data retrieval, of which there are many examples in the literature. The proposed JRP will address these deficits by establishing, in a joint metrology effort, an European spectroscopy infrastructure enabling traceable measurements of spectral line data under well controlled conditions at a central spectroscopic facility (CF). The CF, which will be validated and anchored (traced back) by means of high-resolution laser-based satellite facilities at the partners sites, will be used for the determination of accurate transition line data of atmospheric key molecular species over a broad range of atmospheric conditions that include determination of the temperature and pressure dependence of the line data. By concentrating the metrological expertise of the JRP partners on a central facility all measurands will be traced back to national standards, which will permit improved accuracy. The application and expansion of metrological codes will allow stating well-defined uncertainty ranges for all measured spectral parameters. The CF will be based on a. modified high-resolution VIS to MIR Fourier-Transform spectrometer (FTS) with a spectral resolution in the 10-3 cm-1. This CF-FTS is financed by PTB via its national budget. usw.
Zwei aktuell sehr vielversprechende Solarzellenarten basieren auf Dünnschichttechnologien. Im Speziellen übertrifft Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) mit einer Effizienz von größer 21 % bereits multikristallines Si mit der Aussicht auf weitere Kostenreduktion. Ein größerer Sprung in Effizienz und daher eine zusätzliche Kostenersparnis wird durch die Tandem-Kombination verschiedener Solarzellenarten erwartet, die auf verschiedene Absorptionsbereiche des Sonnenspektrums spezialisiert sind. Bisher erwies es sich als sehr schwierig, ein passendes Hochband-Material für die Kombination mit CIGS als Basiszelle zu finden. Dies scheint nun mit den neu aufgekommenen Perowskit-Solarzellen in Reichweite zu rücken. In nur 4 Jahren konnte diese Solarzellenklasse einen rasanten Anstieg in der Effizienz auf mittlerweile mehr als 20 % verzeichnen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, das Potential, aber auch die fundamentalen Aspekte neuer Perowskit-Solarzellen in Einzelzellen und in ihrer Anwendung in Tandemzellen zusammen mit CIGS-Basis-Zellen auszuloten, um die Effizienzen jenseits der Werte der Einzelzellen anzuheben. Das Projekt vereint vier starke Partner: ZSW und MDO gehören zu den erfahrensten und erfolgreichsten Forschungsgruppen auf den Gebieten der CIGS- bzw. Perowskite-Forschung, während MHA und KIT eine weitreichende Expertise in der Analyse von Halbleitern und Solarzellen beisteuern. Ausgehend von der Entwicklung neuer Perowskitmaterialien und der Optimierung der Einzelzellen werden neue Zellarchitekturen und Kontaktschichten evaluiert und schließlich in sowohl mechanisch gestapelten als auch in monolithisch integrierten Tandemzellen integriert. Damit soll die Effizienz im Vergleich zu den Einzelzellen deutlich gesteigert werden.
Zwei aktuell sehr vielversprechende Solarzellenarten basieren auf Dünnschichttechnologien. Im Speziellen übertrifft Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) mit einer Effizienz von größer 21 % bereits multikristallines Si mit der Aussicht auf weitere Kostenreduktion. Ein größerer Sprung in Effizienz und daher eine zusätzliche Kostenersparnis wird durch die Tandem-Kombination verschiedener Solarzellenarten erwartet, die auf verschiedene Absorptionsbereiche des Sonnenspektrums spezialisiert sind. Bisher erwies es sich als sehr schwierig, ein passendes Hochband-Material für die Kombination mit CIGS als Basiszelle zu finden. Dies scheint nun mit den neu aufgekommenen Perowskit-Solarzellen in Reichweite zu rücken. In nur 4 Jahren konnte diese Solarzellenklasse einen rasanten Anstieg in der Effizienz auf mittlerweile mehr als 20 % verzeichnen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, das Potential, aber auch die fundamentalen Aspekte neuer Perowskit-Solarzellen in Einzelzellen und in ihrer Anwendung in Tandemzellen zusammen mit CIGS-Basis-Zellen auszuloten, um die Effizienzen jenseits der Werte der Einzelzellen anzuheben. Das Projekt vereint vier starke Partner: ZSW und MDO gehören zu den erfahrensten und erfolgreichsten Forschungsgruppen auf den Gebieten der CIGS- bzw. Perowskite-Forschung, während MHA und KIT eine weitreichende Expertise in der Analyse von Halbleitern und Solarzellen beisteuern. Ausgehend von der Entwicklung neuer Perowskitmaterialien und der Optimierung der Einzelzellen werden neue Zellarchitekturen und Kontaktschichten evaluiert und schließlich in sowohl mechanisch gestapelten als auch in monolithisch integrierten Tandemzellen integriert. Damit soll die Effizienz im Vergleich zu den Einzelzellen deutlich gesteigert werden.
Zwei aktuell sehr vielversprechende Solarzellenarten basieren auf Dünnschichttechnologien. Im Speziellen übertrifft Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) mit einer Effizienz von größer 21 % bereits multikristallines Si mit der Aussicht auf weitere Kostenreduktion. Ein größerer Sprung in Effizienz und daher eine zusätzliche Kostenersparnis wird durch die Tandem-Kombination verschiedener Solarzellenarten erwartet, die auf verschiedene Absorptionsbereiche des Sonnenspektrums spezialisiert sind. Bisher erwies es sich als sehr schwierig, ein passendes Hochband-Material für die Kombination mit CIGS als Basiszelle zu finden. Dies scheint nun mit den neu aufgekommenen Perowskit-Solarzellen in Reichweite zu rücken. In nur 4 Jahren konnte diese Solarzellenklasse einen rasanten Anstieg in der Effizienz auf mittlerweile mehr als 20 % verzeichnen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, das Potential, aber auch die fundamentalen Aspekte neuer Perowskit-Solarzellen in Einzelzellen und in ihrer Anwendung in Tandemzellen zusammen mit CIGS-Basis-Zellen auszuloten, um die Effizienzen jenseits der Werte der Einzelzellen anzuheben. Ausgehend von der Entwicklung neuer Perowskitmaterialien und der Optimierung der Einzelzellen werden neue Zellarchitekturen und Kontaktschichten evaluiert und schließlich in sowohl mechanisch gestapelten als auch in monolithisch integrierten Tandemzellen integriert. Damit soll die Effizienz im Vergleich zu den Einzelzellen deutlich gesteigert werden.
Das Ziel des Teilprojektes ist die Entwicklung optisch anregbarer, katalytisch aktiver Metallnanopartikel und Methoden zur Funktionalisierung von transparenten porösen Katalysatorträgern mit diesen Partikeln. Diese Träger erlauben bei geeigneter optischer Anregung eine optisch beeinflussbare (schaltbare) Katalyse, bei der ein Teil der sonst notwendigen thermischen Aktivierungsenergie konventioneller Katalysatoren gespart werden kann. Die optischen Anregungsbedingungen seitens der Lichtquelle (Wellenlänge, Leistung) und Partikel (Absorptionsspektrum) müssen aufeinander abgestimmt werdenund Licht-geometrischen Randbedingungen der geplanten Anwendung als lichtgetriebenes Katalysatorsystem genügen. Der Nachweis der photokatalytischen Aktivität sowie der Umsetzung dieses Konzeptes erfolgt in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern. Der Arbeitsplan beinhaltet theoretische Arbeitspunkte (Simulationen zum spektralen Verhalten der Metallpartikel, Simulation der Lichtintensitäten und Design derUV-Lichtquellen) sowie präparative und messtechnische Arbeiten (Entwicklung der Partikel (insbesondere Pt, Pd und Au von 30 bis 50 nm Größe), deren strukturelle und spektrale Charakterisierung, ihr Dispergierungsverhalten, die Anbindung bzw. Infiltration der Partikel an den porösen Glasträgern und deren spektrales Verhalten, u.a.). Es sind zwei Meilensteine zum Nachweis des lichtgetriebenen, katalytischen Effekts und zur Herstellung der Partikel mit einem Resonanzmaximum bei 300-380 nm geplant.
General Information: The proposal describes a multi-disiplinary approach which seeks to unite stratospheric aerosol data and improved state-of-the-art atmospheric modelling tools in order to investigate polar stratospheric cloud (PSC) formation and the heterogeneous chemistry involved in stratospheric ozone depletion. The scientific objectives of the proposal are - to determine the extinction spectrum of PSC particles, - to quantify the conditions under which polar stratospheric clouds form, - to model ozone loss in the lower stratosphere, with the aim of providing information to build a better quantitative understanding of the ozone layer so that the present state of the layer can be explained and its future evolution predicted. The proposal involves the use of measurements from two Arctic and two Antarctic lidar stations, from an airborne lidar, from a nove) in situ backscattering device, from an optical particle counter, and room instruments on the 'Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) and from the Improve d Lim Arrat Spectrometer (ILAS). The use of such a disparate measurement-dataset is innovative in that it will tightly constrain PSC formation and heterogeneous chemical modelling and avoid biases that can be introduced in single instrument studies. Included in the proposal are fundamental laboratory measurements of PSC particles essential to the interpretation of existing and proposed PSC data. The project aims to develop an innovative inversion algorithm to estimate key PSC properties including surface area density (which will be validated by lidar and in situ measurements) from infrared spectral measurements. A clear advance in this proposal is the sampling of high resolution satellite data along Lagrangian trajectories so that the evolution and decay of a PSC can be examined. In doing so the chemical changes within an air parcel are effectively decoupled from the dynamics allowing a clear picture of PSC formation and heterogeneous processing to be obtained. This technique has only recently become available since the provision of UARS data and will have wide application to future European satellite instruments. Quantitative understanding of stratospheric processes will be expressed within a numerical model of the atmosphere which includes the best possible descriptions of the important physical and chemical processes (PSC formation, heterogeneous processing, ozone depletion) obtained from fundamental laboratory and atmospheric studies. the work proposed addresses objectives specified in Area 1.2 of the Environment and Climate RTD work programme. The overall objective of the European Community is the improved and continued welfare of its citizens. By working together a European research team will make significant advances at the frontier of our knowledge of the atmosphere. Prime Contractor: Department of Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics, Clarendon Laboratory; Oxford; UK.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 43 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 43 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 43 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 36 |
| Englisch | 10 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 30 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 28 |
| Lebewesen und Lebensräume | 28 |
| Luft | 33 |
| Mensch und Umwelt | 43 |
| Wasser | 25 |
| Weitere | 43 |