Das Projekt "Lifetime Validation von SCIAMACHY und MIPAS auf ENVISAT (FZJ)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Stratosphäre (IEK-7) durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Im Rahmen des Projektes sollen Messungen von Ballonprofilen von BrO, CIO, und CIONO2 in räumlicher und zeitlicher Nähe mit ENVISAT-Satellitenprofilen (SCIAMACHY und MIPAS) durchgeführt, ausgewertet und auf Ihre interne Konsistenz hin untersucht werden. Durch Vergleich der Ballonprofile mit den entsprechenden ENVISAT-Profilen soll die Langzeitzeitstabilität und Konsistenz der Satellitenmessung sichergestellt werden. 2. Arbeitsplanung: Die Arbeiten setzen sich zusammen aus: 1. Validierung von SCIAMACHY Brom-Profilen anhand von BrO-Ballonmessungen, 2. Konsistenzuntersuchungen von SCIAMACHY OCIO-Profilen anhand von BrO- und CIO-Ballonmessungen und photochemischer Modellierung, 3. Test von ballongetragenen CIONO2-Messungen zur MIPAS Validierung, und 4. Meteorologische Kampagnenunterstützung zur Planung der Ballonflüge der MIPAS, DOAS und TWIN-Ballonnutzlasten. 3. Ergebnisverwertung: Die Ergebnisse dienen zur Qualitätssicherung und Verbesserung der Retrievalalgorithmen für die ENVISAT SCIAMACHY- und MIPAS-Instrumente. Ferner werden die Daten in Kombination mit Daten der Satelliteninstrumente und anderer Validationsergebnissen mittels photochemischer Modellierung zur Überprüfung unseres Verständnisses der stratosphärischen Halogenchemie her.
Das Projekt "Wissenschaftliche Beteiligung am Projet JEM/SMILES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 1 Physik,Elektrotechnik, Institut für Umweltphysik,Fernerkundung durchgeführt. JEM/SMILES ist ein Horizontabtastungssensor im Submillimeter Wellenbereich, welcher im Jahr 2003 von der Internationalen Raumstation aus stratosphaerische Spurengase, wie z.B. Ozon, Chloroxid und Bromoxid messen soll. Die Hardware fuer den Sensor wird von japanischer Seite finanziert und entwickelt. Unsere Aufgaben im Projekt liegen einerseits bei der Entwicklung von Auswertealgorithmen, andererseits auch bei der spaeteren wissenschaftlichen Interpretation der Daten.
Das Projekt "Wissenschaftliche Betreuung des 'Advanced MM-Wave Sounder' (Amas) - Untersuchung der anthropogenen Ozonzerstoerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 1 Physik,Elektrotechnik, Institut für Umweltphysik,Fernerkundung durchgeführt. Es ist heute eine durch Messungen bestaetigte Tatsache, dass der Mensch die stratosphaerische Ozonschicht zerstoert. Die Hauptursache fuer diese Abnahme sind die durch die FCKW in die Stratospahere gebrachten Chloratome. Die Schluesselsubstanz in diesem katalytischen Ozonabbau, ClO, kann heute global nur mit einem Mikowellensensor wie Amas bestimmt werden. Deshalb hat nach Ozon die Messung von ClO die hoechste Prioritaet. Die Arbeiten werden sich auf die folgenden Teile konzentrieren: wissenschaftliche und technisch-wissenschaftliche Betreuung des Amas. Amas als Option auf Atmos, Amas Akkommodiation auf der ESA-polaren Plattform, Amas Einsatz auf anderen Plattformen, z.B. Priroda, Test von kritischen' Hardware'-Elementen von Amas. Untersuchung der Moeglichkeit, Amas als Sensor fuer den Bereich obere Tropospahere und untere Stratospahere einzusetzen. Ergaenzung von Amas durch SUB-MM Kanaele zur Bestimmung weiterer Spurenstoffe, wie HCl,HOCl,CH3,Si, HO2,H2O2, N2O, HNO3, NO, NO2, HCN, H2CO und moeglicherweise auch OClO und BrO.
Das Projekt "Entwicklung und Betrieb eines DOAS-Instrumentes als Teil des STRATO2c Instrumentenpaketes 'Chemie und Dynamik der Stratosphaere'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens sollen in den naechsten Jahren insgesamt fuenf stratosphaerische Ballonfluege mit einem DOAS-UV/vis Spektrometer auf der LPMA-Gondel einer franzoesischen Arbeitsgruppe durchgefuehrt werden. Mit Hilfe der Sonnenokkultationstechnik werden dabei die Hoehenprofile von O3, NO2, OClO, BrO, CH4, H2O und erstmalig von IO und CH2O gemessen. Dieses Vorhaben ist ein Teil der STRATO2C Interimsplanung. Die wesentlichen wissenschaftliche Ziele sind: a) Wie gut wird das stratosphaerische NOy- Budget durch die Verbindungen NO, NO2, N2O5, HNO2, HNO3, HO2NO2, ClONO2 and BrONO2 charakterisiert? b) Ist die heterogene Umsetzung von HO2NO2 in HNO2 waehrend der Nacht und die Photolyse von HNO2 eine CH-Quelle in der morgendlichen Stratosphaere? c) Wie ist der saisonale Zyklus des 'Cly Partitioning' in unterschiedlichen Hoehen und geographischen Breiten, insbesondere was ist der jaehrliche Zyklus des HCl/ClCNO2 Verhaeltnisses? d) Untersuchung CH4 Oxidation durch Messung CH4/CH2O Verhaeltnisses. Ableitung der stratosphaerischen CH Konzentration. e) Sind noch andere als die bekannten BRY Reservoir Gase (BrCNO2, BrCH, BrCl) an der morgendlichen BrO Produktion beteiligt. f) Wie gross ist die Menge an stratosphaerischem ClO und wie ist seine Auswirkung auf die stratosphaerische Ozonschicht? g) Bestimmung der Photolyserate von NO2 aus gleichzeitigen Messungen Ozon, NO und NO2. Vergleich dieses chemischen 'Aktiometers' mit anderen Strahlungsmessgeraeten.
Das Projekt "Angriff durch Chloride auf Werkstoffe fuer Waermetauscher in Muellverbrennungsanlagen und fuer andere Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH durchgeführt. Die Anwesenheit von Chlor, HCl und Chloriden in Atmosphaeren und Ablagerungen kann sich bei Einsatz von Hochtemperaturlegierungen sehr nachteilig auf die Ausbildung schuetzender Oxidschichten und die Lebensdauer metallischer Bauteile auswirken. In Fortsetzung der Untersuchungen ueber den Einfluss von HCl sollen aufgeklaert werden: A) die Reaktionsablaeufe fuer den Fall der Ablagerung von NaCl auf Oxidschichten verschiedener Werkstoffe und B) die Mechanismen der Entstehung von kondensierten Chloriden der Legierungselemente an der Phasengrenze Oxid/Metall sowie deren Auswirkungen auf die Struktur und Haftung der Oxidschicht. Die Kenntnisse der Korrosionsvorgaenge sollen helfen, die Verfahrensbedingungen so abzugrenzen und die Werkstoffe moeglichst geeignet zu waehlen, um Korrosion durch Chlor zu vermeiden. Dies ist aktuell wichtig fuer Verfahren der Muellverbrennung und -vergasung, jedoch auch fuer zahlreiche andere Anwendungen.
Das Projekt "Untersuchungen zur Photolyse und zum kinetischen Verhalten von Halogenoxiden unter stratosphaerischen Bedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. Als Ursache fuer das alljaehrliche Auftreten des stratosphaerischen Ozonschwundes in Polarregionen am Ende der polaren Winter sind photolytisch ausgeloeste Radikalkettenprozesse erkannt. Die Kettentraeger in diesen Prozessen entstehen hauptsaechlich aus Reservoirmolekuelen wie Cl2O2 oder H2O2 und HOCl (hypothetisch HOClO, BrOOCL u.a.m.) es ist das Ziel des Vorhabens, die Photolyse der bei Raumtemperatur instabilen Chloroxide Cl2O2 und Cl2O3 zu untersuchen. Kinetische Parameter fuer die Reaktion dieser Oxide bzw. der Kettentraeger mit OH, O und Halogenatomen sind bei Temperaturen bis -60 C zu ermitteln. Besitzt Cl2O2 Peroxidstruktur, wie Mikrowellenmessungen zeigen, sollte die Photolyse bei 308 nm nach (1) Cl-Atome mit Phi = 2 liefern: (1) Cl2O2 + H - Cl + ClO2; ClO2 + M - Cl + O2 + M ; (2) Cl2O2 + H - 2OCl. Der ebenfalls diskutierte photochemische Schritt (2) sollte analytisch von (1) klar unterscheidbar sein.
Das Projekt "Synthese, Spektroskopie und Chemie von Oxyl-Radikalen mit Relevanz für atmosphärische Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Anorganische Chemie durchgeführt. Oxyl-Radikale wie HO, ClO, NO3 sind in der oxidierenden terrestrischen Atmosphäre von elementarer Bedeutung. Auch in der Labor-Synthese von Peroxiden, kovalenten Nitraten, Chloroxiden usw. spielen Oxyl-Radikale eine Rolle (z. B. FSO3, FCO2, CF3O, ClO3). Der direkte Nachweis solcher Radikale, ihre spektroskopische Charakterisierung und auch das Studium ihrer einfachen Reaktionen sind eine Herausforderung. Präzise experimentelle spektroskopische und strukturelle Daten über solche Radikale liefern quantitative Informationen über vibronische Jahn-Teller bzw. Pseudo-Jahn-Teller Wechselwirkungen und können als Meßlatte für 'state-of-the-art' ab initio Studien dienen. Es wurden: - geeignete Ausgangsverbindungen (auch neue und isotopangereicherte) zur Erzeugung solcher Radikale hergestellt, z.B. (F2P(O)O)2, ClO2NO3, N2O5, S218O6F2, 15NO usw. - durch Matrixisolations-Experimente neue spektroskopische Daten gewonnen und einfache Reaktionen verfolgt, z.B. von NO3 , ClO4 , F2PO2 , die Fotochemie von ClOOCl, und N2O4, die Dimerisierung von ClO , sowie die Umsetzung von (NO)2 mit O2 und die Bildung molekularer Komplexe untersucht. - hochaufgelöste Rotations- und Schwingungsspektren von 18O-isotopmarkiertem FSO3 und FCO2 im mm-Wellenbereich gemessen und analysiert.
Das Projekt "Reaktionen des ClO-Radikals in der polaren winterlichen Stratosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Katalytische Zyklen unter Beteiligung des ClO-Radikals sind nach heutiger Kenntnis fuer den Ozonabbau waehrend des Winters in der suedpolaren Stratosphaere verantwortlich. Quantitative Abschaetzungen deuten darauf hin, dass etwa 50 Prozent auf eine (ClO-Dimer-Mechanismus zurueckzufuehren sind; der Rest verteilt sich auf Kopplungen von ClO und BrOx und HOx und moegliche komplexere Mechanismen unter Beteiligung hoeherer Chloroxide. In diesem Vorhaben sollen a) die Bedeutung von komplexbildenden Mechanismen und b) die Kopplung mit dem CH4-Oxidationsmechanismus direkt und bei Bedingungen der winterlichen polaren Stratosphaere untersucht werden. Die Ergebnisse dienen der Quantifizierung der Geschwindigkeit des Ozonabbaus in der polaren Stratosphaere, sowie der Bestimmung eines ClOx-Schwellwertes fuer die Ausloesung des anthropogenen Ozonabbaus.
Das Projekt "Erweiterte Interpretation der mit den Transall-Fernerkundungsgeraeten (LIDAR, MIPAS, DOAS) in den arktischen Winterhalbjahren 1990-1995 gewonnenen Datensaetze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Die in dem Zeitraum 1990-1995 durch Transallexperimente erhaltenen Spektren werden mit dem neuesten Algorithmus mit Schwerpunkt BrO und OC10 ausgewertet. Diese Daten werden zunaechst fuer sich interpretiert und anschliessend mit den Daten der uebrigen Transallexperimente in den umfassenden Rahmen der Ozonchemie der winterlichen arktischen Stratosphaere gestellt. Bisherige photochemische Modellvorstellungen werden mittels dieser Datensaetze ueberprueft. 1. Fragen zur Chloraktivierung und seiner Speziation in Zusammenarbeit mit dem KFK und der DLR. 2. Tag- und Nachtverteilung des NOx und OC10 zusammen mit der jahreszeitlichen Entwicklung des NO2- und OC10 soll Aufklaerung ueber chemische Prozesse liefern (gemeinsam mit der Uni-Hd). 3. Die Aktivierung des Chlors und Broms sowie Hinweise auf die Kinetik heterogener Reaktionen besonders in der Naehe von Lee-Weelen PSCs wird anhand der OC10 und BrO Saeulen studiert.
Das Projekt "Heterogene und homogene Chemie von ClOy-, BrOy- und NOy-Verbindungen an Modelloberflaechen von polaren Stratosphaerenwolken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Ziele dieses Forschungsvorhabens waren u.a. ein besseres Verstaendnis ueber die Bildung von polaren Stratosphaerenwolken (PSC's) vom Typ I (Salpetersaeuretrihydrat = NAT) zu erhalten. Ferner sollten quantitative Informationen ueber die Produkte, die Mechanismen und die Kinetik von Reaktionen erhalten werden, welche mit chemischen Prozessen an den PSC-Oberflaechen im Zusammenhang stehen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei bei Brom- , NOx/NOy-Verbindungen und Ozon. Die zu erwartenden Informationen sollten dazu beitragen, Wissensluecken bei der heterogenen und homogenen Stratosphaerenchemie zu schliessen und zu einem detailierteren Verstaendnis beitragen um die chemischen Prozesse zu erklaeren, welche das Ozonloch ueber der Antarktis verursachen. Unsere Untersuchungen zeigen folgendes: (i) die Oberflaechen von PSC's (Typ II) , welche hauptsaechlich aus Wassereis bestehen, koennen in PSC-Oberflaechen vom Typ I (Salpetersaeurehydrate) durch die Reaktion von N2O5 an Eisoberflaechen ueberfuehrt werden; In der Stratosphaere koennten solche Prozesse die Lebensdauer der PSC-Partikel verlaengern, da NAT erst bei 5-7 K hoeheren Temperaturen verdampfen als reines Wassereis; verschiedene Formen der Salpetersaeurehydrate (Mono-, Di- und Trihydrate) wurden praepariert und spektroskopisch charakterisiert; Die thermodynamisch stabilste Form ist die beta-Modifikation des Salpetersaeuretrihydrats (beta-NAT); (ii) es wurde festgestellt, dass die ionische Chemie bei heterogenen chemischen Reaktionen sehr wichtig ist und dies sogar bei den tiefen Temperaturen der winterlichen polaren Stratosphaere; (iii) die heterogene Reaktion von N2O5 mit HBr wurde auf N2O5-, Eis- und NAT-Oberflaechen studiert. Bei Temperaturen oberhalb von 165 K reagierten N2O5 und HBr miteinander. Als Reaktionsprodukte wurden in der festen Phase Salpetersaeuremonohydrat (NAM), in der Gasphase Brom (Br2) und Stickstoffmonoxid (NO) gefunden. Als weiteres Produkt wurde Nitrosylbromid (BrNO) identifiziert. Durch Variation der Konzentrationen der Ausgangsstoffe konnte der Mechanismus dieser Reaktion aufgeklaert werden.
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