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Found 152 results.

Field and laboratory studies of aerosol formation from halogenated precursor gases

Das Projekt "Field and laboratory studies of aerosol formation from halogenated precursor gases" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz durchgeführt. This project was part of the HaloProc research unit on natural halogenation processes, and explored the impact of reactive halogen species on aerosol formation in field and laboratory experiments. Field studies were focused on the Lake King salt lake area in Western Australia. New particle formation events were frequently observed and characterized by measuring the temporal evolution of the submicron aerosol size distributions, and collecting aerosol samples for subsequent chemical analysis. 9 out of 11 measurement days in 2013 showed secondary aerosol formation with particle growth rates from 2.9 to 25.4 nm h^-1. Raman spectroscopy and ultrahigh resolution mass spectrometry revealed a contribution of organohalogen compounds (mostly organochlorine) to the secondary organic aerosol, however, organosulfate and organonitrate formation seemed to play a larger role in the studied environment. Nevertheless, a new experimental approach that made use of a mobile Teflon chamber set up above the salt crust and the organic-rich mud layer of various salt lakes directly linked new particle formation to the hypersaline environment of Western Australia. For more detailed process studies, these field results provided realistic scenarios and constraints for simulation experiments in the laboratory. Salt lake conditions were successfully simulated in aerosol chamber experiments and showed secondary aerosol formation in the presence of light and organic precursor compounds. The particle formation dynamics and the chemical speciation of aerosol samples, which were collected from the chamber experiments and analyzed by Raman spectroscopy and mass spectrometry, indicated a coupling of aqueous phase chemistry and secondary aerosol formation. In particular, the Fe(II) concentrations of the simulated salt lakes were a key control for the intensity of new particle formation. In saline environments with low pH values and high solar radiation, Fe(II) might be converted to Fe(III) in the presence of organic matter in a Fenton-like reaction, which can act as a major source for highly reactive OH radicals in the aqueous phase. On the one hand, this expands the potential oxidation pathways for organic compounds, which led to a larger chemical diversity. On the other hand, Fe(II)-controlled aqueous phase chemistry competes with secondary aerosol formation in the gas phase, which led to reduced particle formation in our experiments. While it is premature to fully incorporate these findings in chemistry box models, additional laboratory studies provided experimental data that will guide the development of model parameterizations, e.g., for the organic aerosol yield from the oxidation of organic compounds by chlorine and bromine, or for reactive bromine loss due to uptake in secondary organic aerosol. In conclusion, this project bridged gaps between field studies of halogen-influenced new particle formation in the real world and laboratory experiments within the HaloProc research u

Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol

Das Projekt "Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Our project tries to answer the question: 'What kind of role do sea ice and frost flowers play as the source of sea salt aerosols in polar regions and what influences do the meteorological parameters have on the generation of sea salt aerosols and their transport in the atmosphere?'. Long-time measurements of aerosols at coastal stations in Antarctica show a strong depletion of sulfate during Antarctic winter. The same phenomena is also observed in frost flowers. This suggests that sea ice is a major source of atmospheric sea salt in Antarctica and gives new insights for the interpretation of ice core records. Moreover, sea ice and sea salt aerosols are thought to be the source of reactive Bromine and other halogen compounds which destroy effectively ozone in the troposphere. 25 years of continuous aerosol measurement at Neumayer station in Antarctica give us the possibility to make a statistical analysis of sea salt aerosols. Trajectory analyses are implemented to follow the atmospheric transport and therefore to determine the source regions of observed sea salt aerosols. A box model will be developed to compare the various influences of meteorological parameters on the mass of sea salt aerosols produced so that quantitative parameterization can be transferred to global circulation models which include detailed description of atmospheric chemistry and aerosols to investigate the generation of halogen chemistry and ozone destruction in the troposphere.

WTZ China: SO-TRACE - Emissionen von Dimethylsulfid und Isopren und ihr Einfluss auf Aerosole und Klima im Südpolarmeer

Das Projekt "WTZ China: SO-TRACE - Emissionen von Dimethylsulfid und Isopren und ihr Einfluss auf Aerosole und Klima im Südpolarmeer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Der Ozean ist eine Quelle für atmosphärische Gase, die trotz ihrer geringen Konzentration in der Atmosphäre eine große Wirkung auf das Klima der Erde haben. Diese klimarelevanten Spurengase beeinflussen z.B. den Treibhauseffekt oder die Ausweitung des Ozonlochs. Besonders die Wirkung mariner Spurengase auf die Aerosolbildung wird heute stark diskutiert. Direkte Beweise fehlen unter anderem deshalb, weil es an gleichzeitigen Messungen von marinen Gasemissionen sowie Aerosolbeschaffenheit und -konzentration mangelt. Aerosole erhöhen das Rückstrahlvermögen der Erde und sind damit ein wichtiger natürlicher Gegenprozess zur globalen Erwärmung. Trotzdem ist die Menge der vom Ozean emittierten Spurengase mit großen Unsicherheiten behaftet. Das Südpolarmeer ist dabei von doppelt großer Bedeutung: Einerseits liegen durch seine Abgelegenheit sehr wenige Messdaten vor, die jedoch auf vergleichsweise große Emissionen hindeuten. Andererseits ist es relativ unberührt von menschlichem Einfluss: Natürliche Prozessen können deshalb nahezu ungehindert beobachtet werden. Ziel des Projekts ist es daher, die Rolle mariner Spurengasemissionen bei der Bildung von Aerosolen im Südpolarmeer besser zu verstehen. Dazu sollen in Zusammenarbeit mit dem Third Institute of Oceanography, Xiamen, China, Messungen auf zwei Seereisen in diese Region durchgeführt werden. Ein Fokus wird auf die Spurengase Dimethylsulfid und Isopren gelegt, die dort in hohen Konzentrationen im Wasser vorkommen. Da es sich bei den Auswirkungen des Klimawandels um ein globales Problem handelt, wird durch die gemeinsame Forschung nicht nur die deutsche und chinesische Gesellschaft profitieren. Beide Länder haben sich mit der Verabschiedung des Pariser Klimaabkommens politisch hinter den Klimaschutz gestellt. Dafür ist ein verbessertes Prozessverständnis unerlässlich. Mit einer solchen Zusammenarbeit wird die Expertise zweier Institute kombiniert, um das globale Klimaverständnis zu verbessern.

Teilprojekt 7: Änderungen in der Verteilung von Niederschlag und Wolken in Beobachtungen und im HD(CP)2-Modell

Das Projekt "Teilprojekt 7: Änderungen in der Verteilung von Niederschlag und Wolken in Beobachtungen und im HD(CP)2-Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie durchgeführt. Ziel des Projekts S1 'Schnelle Anpassung von Wolken an Aerosole' ist ein verbessertes Verständnis des Effekts von anthropogener Luftverschmutzung (Aerosole) auf Wolken, Strahlung, Niederschlag und das Klima. Dazu werden auf der einen Seite spezielle Simulationen mit dem hochaufgelösten HD(CP)^2-Modell entworfen, durchgeführt und analysiert. Dazu wird das Modell um die Darstellung wesentlicher Prozesse erweitert. Auf der anderen Seite werden HD(CP)^2-Beobachtungsdaten benutzt, um das Modell zu evaluieren und weiter zu verbessern, und um darauf hinzuarbeiten, die anthropogenen Veränderungen in den Beobachtungen nachzuweisen. In TP7 'Änderung in der Verteilung von Niederschlag und Wolken' werden die von HD(CP)^2 simulierten Wolken und Niederschlagsfelder mit einer Vielzahl von Beobachtungen (Supersites, Satelliten) evaluiert und mit Hilfe von synthetischen Beobachtungen aus Simulationen mit und ohne Aerosole die Beobachtbarkeit von Aerosoleffekten insbesondere bzgl. Nieselbildung und Wolkenlebensdauer untersucht.

Wirkung von Antibiotika auf die aerobe Behandlung von Guelle sowie Entstehung und Wirkung von Aerosolen bei der Verregnung von Guelle

Das Projekt "Wirkung von Antibiotika auf die aerobe Behandlung von Guelle sowie Entstehung und Wirkung von Aerosolen bei der Verregnung von Guelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tiermedizin und Tierhygiene durchgeführt. Bei der Fuetterung von Tieren in Grossbestaenden und deren tieraerztlicher Behandlung werden Antibiotika verabreicht, die mit den Ausscheidungen der Tiere in die Guelle gelangen. Durch die Untersuchungen soll geklaert werden, ob die biologischen Prozesse im Verlauf der Umwaelzbelueftung durch die ausgeschiedenen Antibiotika nachteilig beeinflusst werden. Bei der landwirtschaftlichen Verwertung wird in zahlreichen Betrieben die Guelle mit Tankwagen oder ueber Rohrsystem verregnet. Dabei entstehen Aerosole, die mit der Luft weitergetragen werden. Es soll die Frage geklaert werden, wie stark die Aerosolbildung ist und ob eine Gefaehrdung der Umgebung im Bereich solcher Guelleverregnungsanlagen entsteht.

Untersuchung des Mechanismus der Bildung und der Wirkung von HONO in der urbanen Atmosphaere

Das Projekt "Untersuchung des Mechanismus der Bildung und der Wirkung von HONO in der urbanen Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Es sollen Laboruntersuchungen zur Kinetik der Bildung von HONO aus NOx in Gegenwart von Wasser oder an feuchten Oberflaechen durchgefuehrt werden. Besonderes Augenmerk soll dabei auf eine mechanistische Bedeutung von 'dimeren' Stickoxiden gelegt werden. Im Gegensatz zu den stabileren Isomeren mit N-N-Bindung sollten die O-verbrueckten Spezies eine hoehere Reaktivitaet gegenueber Nukleophilen (Wasser, Chlorid-, Sulfat-, Nitrationen) aufweisen. Je nach der Beschaffenheit des Aerosols koennen diese Reaktionen fuer den HONO-Haushalt von Bedeutung sein. Es sollen sowohl kinetische Messungen als auch thermodynamische Untersuchungen (Lage von Gleichgewichten) durchgefuehrt werden. Der Einfluss von Oberflaechenbeschaffenheit (hydrophil/hydrophob), pH, Salzgehalt, Temperatur etc. soll untersucht werden.

Freie troposphaerische Aerosole und ihre Vermischung mit der marinen Grenzschicht

Das Projekt "Freie troposphaerische Aerosole und ihre Vermischung mit der marinen Grenzschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Kernphysik durchgeführt. Objective: To provide the necessary data to incorporate aerosols into global climate models and to reduce the uncertainty in the calculation of climate forcing by General Information: FREETROPE is one of five projects that together form the European contribution to the experimental phase of IGAC s second Aerosol Characterisation Experiment (ACE-2). The specific task of FREETROPE is to describe one part of the aerosol life cycle in the marine environment and how it is perturbed by anthropogenic emissions. This is accomplished by characterising the aerosol in the free troposphere (FT) of the sub-tropical North Atlantic, and by performing systematic comparisons with the aerosol in the marine boundary layer (MBL). Using the Cessna Citation the FT aerosol is characterised over larger areas. These characterisations will form the basis for process studies in FREETROPE focusing on 1) the nucleation and growth of aerosols in the clean and perturbed FT, and 2) their possible entrainment in the MBL, with subsequent effects on MBL aerosols and cloud processes. A description of these processes together with other processes, e.g. cloud processes, studied in the other ACE-2 projects LAGRANGIAN and HILLCLOUD will give a unique possibility to give a description of the full life cycle of the atmospheric particles. FREETROPE will operate from Tenerife, doing continuous simultaneous measurements at a coastal MBL station (40 m), and a FT station (Izana, 2360 m). The Cessna Citation will complement these measurements with 50 hours of flight hours between 2300 and 12000 m. At the ground sites, the hygroscopic properties and state of mixing will further be investigated. On all platforms aerosol measurements will be complemented with gas measurements to the extent that they provide information about precursors to aerosol formation and condensational growth, or can indicate the origin of air masses. The Citation will carry a unique payload of mass spectrometers and aerosol instrumentation to study nucleation of H2SO4 and possibly other species (NH4Cl, (NH4)H2SO4 and organics) in the free troposphere. The two ground based station form an ideal set up to study the role of FT-MBL entrainment. The measurements will be supported by trajectory analysis, aerosol dynamic modelling and regional scale modelling that will make a first integration of the data. Prime Contractor: Stockholms Universitet, Department of Meteorology; Stockholm; Schweden.

Indirect radiative forcing due to aerosols over the north atlantic region

Das Projekt "Indirect radiative forcing due to aerosols over the north atlantic region" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie, Institut für Weltraumwissenschaften durchgeführt. Objective: Cloudy-Column is one of five projects which constitute the European contribution to the second Aerosol Characterisation Experiment (ACE-2) of the International Global Atmospheric Chemistry Project (IGAC). Cloudy-Column is specifically dedicated to the study of the indirect effect. The objective is to develop parameterisations of marine extended stratocumulus for climate models, that include explicitly the characteristics of the aerosol background and their effects on cloud radiative properties. General Information: For the experimental phase, a field experiment will be conducted from the Tenorrhaphy island. It is based on simultaneous airborne measurements of the aerosol characteristics in the boundary layer, of cloud microphysical properties of stratocumulus and of their radiative properties. The instrumented aircraft will be equipped with a MAP and a Fast FSSP (Meteo-France Merlin-IV) for measurements of the interstitial aerosols and droplet size distributions and with POLDER and OVID (DLR Falcon-20) for radiative measurements. Various conditions with pure marine air, continental dust from Africa and polluted air from Europe will be documented in order to quantify the sensitivity of cloud radiative properties to the aerosol characteristics. A column closure experiment will be performed to validate parameterisations that describe the links between aerosol and cloud radiative properties, such as activation of condensation nuclei, droplet growth and spatial distribution, and resulting radiative properties. Numerical schemes of these processes will be improved and tested. The parameterisations will then be integrated in a mesoscale model for up scaling from the cloud scale to the scale of an ensemble of clouds for the development of parameterisations suitable for climate models. Finally, the project will be supported by a climatological study of the spatial and temporal distribution of aerosols based on the POLDER-ADEOS products. The classification of aerosol characteristics from clear air images and the radiative properties of clouds in the same area will be used for the generalisation of the results obtained in the region of Tenorrhaphy to the whole North Atlantic region. Prime Contractor: Universite de Clemont-Ferrand II, Universite Blaise Pascal, Laboratoire de Meteorologie Physique; Clemont-Ferrand; France.

Sources and Elemental Composition of Ambient Particles in Erfurt, Germany

Das Projekt "Sources and Elemental Composition of Ambient Particles in Erfurt, Germany" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH - Institut für Epidemiologie durchgeführt. Zielsetzungen: - Umfassende chemische und physikalische Charakterisierung des urbanen Aerosols in Erfurt (Anzahl-, Massengrößenverteilung, elementare und chemische Zusammensetzung) - Versuch der Quellenzuordnung. Ergebnisse: Die mittlere Partikelanzahlkonzentration in den Jahren 1995-98 war 18 000 1/cm3. Die mittlere PM2.5-Konzentration betrug 25.8 Mikro g/m3. 58 % der Partikelanzahl war zwischen 0.01 und 0.03 Mikro m, 88 % waren ultrafeine Partikel (0.01 Mikro m - 0.1 Mikro m). Im Gegensatz dazu, Partikel kleiner 0.1 Mikro m machen nur 3 % der Massenkonzentrationen aus. Eine erste Quellenzuordnung auf der Basis der Korrelationen von gemessenen Komponenten ergab drei Hauptquellen für das Erfurter Aerosol: Aufwirbelung von Staub, Kfz-Verkehr, Verbrennung von fossilen Brennstoffen. S, SO42-, V und Ni wurden als Indikatoren für Verbrennungsprozesse, Cu, Pb, Zn, NO, CO und Partikelanzahl für Kfz-Verkehr identifiziert.

Umwelt- und Klimaaufzeichnungen aus grosser Hoehe

Das Projekt "Umwelt- und Klimaaufzeichnungen aus grosser Hoehe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. The general objective of this proposal - environmental and climate records from High Elevation Alpine Glaciers (ALPCLIM) - embraces the aquisition, evaluation and validation of climatic relevant ice core records from cold Alpine glaciers along with the prospecting of the potential of these unique archives for climatic studies. This includes the recovering of representative high resolution ice core records from several drill sites in the Monte Rosa and Mont Blanc summit region, partly entering far into the pre-industrial era and generally refering to the following ice core signals: 1) Isotope-temperature changes. 2) Aerosol related species (sulphate, nitrate, ammonium, mineral dust) as well as. 3) Long lived trace gases (methane, carbon monoxide) and combustion aerosol components (black carbon, DOC) not investigated yet in Alpine ice cores. The evaluation of these records is focussed on the assessment of their significance in reflecting net atmospheric changes against the respective variability during the pre-industrial era. This challenge dictates a thorough investigation of glaciological aspects of cold Alpine glaciers in view of their sampling characteristics and climatic evidence for the englacial temperature distribution which is performed by field observation and modelling. Constraining the climatic significance of the climatic ice core proxy records is attempted by decoding the englacial borehole temperature as well as by assimilating long term precipitation and temperature records from relevant instrumental archives. The project is based on teams specialized in glacio-chemistry, environmental isotopes, Alpine glaciology as well as Alpine climatology. The proposed ice core activities are mainly based on recently drilled deep ice cores.

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