API src

Found 1352 results.

Related terms

FAQ zur Kommunalabwasserrichtlinie (KARL)

<p>Bis Ende Juli 2027 müssen alle EU-Länder die neue Kommunalabwasserrichtlinie, kurz KARL, in nationales Recht übernehmen. Die Richtlinie ist ein Meilenstein für den Gewässerschutz. Hier finden Sie Fragen und Antworten zum Thema.</p><p>Was ist die Kommunalabwasserrichtlinie und seit wann gibt es sie?</p><p>Die<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=OJ:L_202403019">EU-Richtlinie 2024/3019</a>über die Behandlung von kommunalem Abwasser (Kommunalabwasser-richtlinie - KARL) löst die seit 1991 geltende Richtlinie 91/271/EWG ab. Sie regelt, wie kommunales Abwasser gesammelt, gereinigt und in die Umwelt eingeleitet wird. Ziel der Überarbeitung der Richtlinie ist es, Gewässer zukünftig noch besser vor Verschmutzung durch Abwasser zu schützen. Mit der Überarbeitung der Richtlinie werden Probleme, wie der Eintrag von Mikroschadstoffen, die Mischwasserentlastungen aus der Kanalisation bei starkem Regen und der Energieverbrauch der Kläranlagen, besser berücksichtigt. Die überarbeitete Richtlinie wurde am 12. Dezember 2024 veröffentlicht und ist am 1. Januar 2025 in Kraft getreten. Alle EU-Länder müssen die neuen Regeln bis spätestens 31. Juli 2027 in ihr nationales Recht übernehmen.</p><p>Warum ist die neue KARL ein Meilenstein für den Gewässerschutz?</p><p>Die KARL verstärkt den Gewässerschutz durch zahlreiche Anforderungen, vor allem diese:</p><p>Welchen Mehrwert hat die KARL noch, etwa für den Gesundheits- und Klimaschutz?</p><p>Neue Vorgaben zur<strong>Überwachung bestimmter Krankheitserreger</strong>(z.B. Viren) sowie antimikrobiellen Resistenzen stärken den vorsorgenden Gesundheitsschutz. So schreibt die Richtlinie die Bereitstellung eines Systems zum ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Monitoring#alphabar">Monitoring</a>⁠ von Parametern mit gesundheitlicher Relevanz (z.B. SARS-CoV-2, Poliovirus, Influenzaviren, aber auch neu auftretende Erreger) sowie antimikrobieller Resistenzen im Abwasser vor. Damit kann zukünftig frühzeitig ein Rückschluss auf anstehende gesundheitliche Geschehnisse, wie den Verlauf einer Grippewelle, gezogen werden, da sich schwankende Mengen von Erregerbestandteilen in Ausscheidungen und damit immer auch im Abwasser finden und so das Infektionsgeschehen in der Bevölkerung widerspiegeln können.</p><p>Die<strong>Energieneutralität der Kläranlagen</strong>soll sowohl durch eine verbesserte Energieeffizienz als auch eine Reduzierung des Energieverbrauchs und eine Steigerung der Energieerzeugung (etwa durch Nutzung von Abwärme aus dem Abwasser, Photovoltaik auf verfügbaren Flächen auf den Kläranlagen oder die Gewinnung von Klärgas aus Klärschlamm) erreicht werden. Dazu müssen die Kläranlagen regelmäßige Energieaudits durchführen, um entsprechende Maßnahmen zu identifizieren. Zudem werden die Treibhausgasemissionen, insbesondere Methan und Lachgas, als klimarelevante Faktoren einer Kläranlage bilanziert. Daraus können ebenfalls entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung möglicher Emissionen abgeleitet und ein aktiver Beitrag zum ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ umgesetzt werden.</p><p>Wieso ist eine weitergehende Abwasserbehandlung notwendig?</p><p>Herkömmliche Klärverfahren, vor allem die mechanisch-biologische und die chemische Behandlung, können viele Spurenstoffe nicht ausreichend entfernen. Diese Spurenstoffe gefährden Gewässerökosysteme, Trinkwasserressourcen und langfristig auch die menschliche und aquatische Gesundheit. Die vierte Reinigungsstufe ergänzt die bisherigen drei mechanisch-biologisch-chemischen Reinigungsstufen der Abwasserreinigung, zum Beispiel mit Verfahren der Aktivkohlefiltration oder Ozonung. Sie dient der gezielten Entfernung beziehungsweise Reduzierung von Spurenstoffen, die mit bisherigen Verfahren nicht ausreichend abgebaut werden, und verbessert die Gewässerqualität nachhaltig.</p><p>Da im Kommunalabwasser eine Vielzahl von Stoffströmen zusammenläuft, ist die Einführung der vierten Reinigungsstufe dort eine effiziente Maßnahme zur Reduzierung der von diesen Stoffen ausgehenden Risiken.</p><p>Entfernt eine vierte Reinigungsstufe alle Spurenstoffe?</p><p>Eine vierte Reinigungsstufe reduziert die im Abwasser vorhandenen Spurenstoffe in einem hohen Maße (insgesamt mindestens um 80 Prozent). Somit können viele, aber nicht alle Spurenstoffe stark reduziert werden. Jeder ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ unterliegt einer spezifischen Abbaudynamik und die Reduzierungsraten sind dementsprechend unterschiedlich. Zusätzlich ergeben sich unterschiedliche Reduzierungsraten aufgrund der eingesetzten Verfahrenstechnik (z.B. Aktivkohle oder Ozonung).</p><p>Welche Kläranlagen müssen die vierte Reinigungsstufe installieren?</p><p>Die KARL sieht Vorgaben zur Installation der vierten Reinigungsstufe für bestimmte Kläranlagen vor. Pflicht ist der Ausbau für alle Kläranlagen ab 150.000 Einwohnerwerten (EW). Für Kläranlagen unter dieser Schwelle ergibt sich die Notwendigkeit eines Ausbaus nach einer Risikobewertung. Die Methodik der Risikobewertung wird derzeit entwickelt, so dass die Anzahl der betroffenen Kläranlagen noch nicht sicher geschätzt werden kann.</p><p>Was kostet der Ausbau der vierten Reinigungsstufe?</p><p>Die konkreten Kosten sind noch nicht exakt bezifferbar. Sie hängen insbesondere von der Anzahl der auszubauenden Kläranlagen und der Risikobewertung ab. Die von der EU-Kommission verwendete Folgenabschätzung ermittelt die Kosten anhand bisher errichteter Kläranlagen sowie einer Schätzung des notwendigen Ausbaus. Die KARL sieht einen stufenweisen Ausbau der betroffenen Kläranlagen bis zum Jahr 2045 vor.</p><p>Was ist die erweiterte Herstellerverantwortung (EHV)?</p><p>In Artikel 191 Absatz 2 EU-Vertrag (AEUV) ist das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verursacherprinzip#alphabar">Verursacherprinzip</a>⁠ verankert. Dieses besagt, dass grundsätzlich derjenige, der Umweltbeeinträchtigungen verursacht (hat), für die Beseitigung oder Verringerung in die Pflicht genommen werden soll. Ziel ist es, das im EU-Vertrag verankerte Verursacherprinzip auch im Wasserrecht zu stärken und bestimmte Produkthersteller finanziell an den Kosten der Entfernung von Spurenstoffen aus dem kommunalen Abwasser zu beteiligen, wenn die von ihnen in den Produkten verwendeten Stoffe schädlich für unsere Gewässer sind. Die Herstellerverantwortung soll auch Innovationen und die Entwicklung leicht abbaubarer Stoffe fördern – vergleichbar mit den Entwicklungen bei Wasch- und Reinigungsmitteln vor 50 Jahren. Die EHV muss bis spätestens 1. Januar 2029 operabel sein.</p><p>Auf nationaler Ebene wurde die Anwendung der erweiterten Herstellerverantwortung in Deutschland bereits in der<a href="https://www.bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Binnengewaesser/BMUV_Wasserstrategie_bf.pdf">Nationalen Wasserstrategie</a>(NWS – 2023) gemeinsam mit unterschiedlichen Stakeholdern und allen Ressorts der Bundesregierung vereinbart. In der Strategie ist unter anderem die Forderung nach einer EHV auf EU-Ebene für eine anteilige Finanzierung enthalten (Aktion 37 der NWS).</p><p>Welche Hersteller sind von der EHV betroffen?</p><p>Artikel 9 KARL bestimmt, dass die Unternehmen, die Arzneimittel und Kosmetika in den Verkehr bringen, mindestens 80 Prozent der Kosten finanzieren, die für Errichtung und Betrieb der vierten Reinigungsstufe anfallen. Die KARL fokussiert dabei zunächst auf die Wirtschaftssektoren Pharma- und Kosmetikherstellung. Diese Regelung der Richtlinie basiert auf einer wissenschaftlichen Studie der EU-Kommission, wonach aus diesen beiden Wirtschaftszweigen 92 Prozent der Mikroschadstoffe im Abwasser enthalten sind. Die Einbeziehung weiterer Wirtschaftszweige beziehungsweise Produktgruppen ist nach der Richtlinie regelmäßig zu prüfen – zunächst bis Ende 2033 und sodann bis Ende 2040. Deutschland und andere Mitgliedstaaten der EU setzen sich dafür ein, dass diese Evaluierung frühzeitiger als in der Richtlinie vorgesehen erfolgt. Wissenschaftliche Studien, die eine andere Verteilung oder eine Zuordnung der Mikroschadstoffe zu weiteren Wirtschaftssektoren aufzeigen, liegen derzeitig allerdings nicht vor.</p><p>Die EHV gilt unabhängig davon, ob die einzelnen Komponenten der Produkte in einem Mitgliedstaat der Union oder in einem Drittland hergestellt worden sind oder ob die Hersteller über einen Sitz in der Union verfügen oder das Produkt über eine digitale Plattform in Verkehr gebracht worden ist. Eine einseitige Belastung deutscher oder europäischer Hersteller ist damit ausgeschlossen.</p><p>Die Beitragspflicht richtet sich nach der Menge und Gefährlichkeit der in Verkehr gebrachten Stoffe. Die konkrete Ausgestaltung der Berechnung der Beitragspflicht und möglicher Ausnahmen ist noch nicht abgeschlossen.</p><p>Welche Institutionen begleiten die nationale Umsetzung der KARL in Deutschland?</p><p>Bis zum 31. Juli 2027 muss die KARL in nationales Recht (Gesetz, Verordnung) umgesetzt werden. Die Herstellerverantwortung soll zum 1. Januar 2029 starten. Das Bundesumweltministerium ist, in Abstimmung mit anderen Bundesressorts, für die rechtliche Umsetzung federführend, das Umweltbundesamt (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠) unterstützt das Umweltministerium fachlich, unter anderem durch zwei Forschungsprojekte zu den technischen, rechtlichen und finanziellen Details.</p><p>Fußnoten</p><p>1Der Einwohnerwert (EW) stellt eine Rechengröße für die Abwasserreinigung dar (siehe DIN EN 1085). Er ist ein Maß für die Belastung gewerblich-industriell genutzten Abwassers mit organisch abbaubaren Stoffen - gemessen als BSB5, das angibt, welche Einwohnerzahl dieser Belastung entspricht (<a href="http://wasser-wissen.de/abwasserlexikon/e/einwohnerwert.htm">Einwohnerwert (EW)</a>).</p>

Analytische Untersuchungen zur Sorption organischer Mikroverunreinigungen an synthetischen Polymeren Belastung der Binnengewässer durch Mikroplastik (Dissertation)

Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Belastung von Flüssen durch Kunststoffe und die Anlagerung von Schadstoffen an diese synthetischen Polymere untersucht. Fragestellungen sind: Welche Auswirkungen hat die Verschmutzung durch synthetische Polymere (Plastik) auf die Binnengewässer. Welche Rolle spielen dabei sich ebenfalls im Wasser befindende Schadstoffe? Reichern sich diese möglicherweise an den Polymeren an und lösen sich in Organismen wieder ab? Besonderes Augenmerk wird auf mikroskopisch kleine Kunststoffpartikel (Mikroplastik) gelegt.

Sind permeable Sedimente in Küstengebieten Hotspots für die Bildung von nicht-flüchtigem gelöstem organischem Schwefel (DOS) im Meer?

Organische Schwefelkomponenten sind abundant in marinen Sedimenten. Diese Verbindungen werden v.a. durch die abiotische Reaktion anorganischer Schwefelverbindungen mit Biomolekülen gebildet. Wegen seiner Bedeutung für globale Stoffkreisläufe, für die Nutzung von Erdöllagerstätten und für die Erhaltung des Paleorecords, gibt es eine Vielzahl von Studien zum Thema. Sehr wenig Aufmerksamkeit wurde allerdings wasserlöslichen Komponenten geschenkt, die beim Prozess der Sulfurisierung entstehen und als gelöster organischer Schwefel (DOS) in die Meere gelangen können. Anhand der wenigen verfügbaren Informationen ist Schwefel vermutlich das dritthäufigste Heteroelement im gelösten organischen Material (DOM) der Meere, nach Sauerstoff und Stickstoff. Einige Schwefelverbindungen, insbesondere Thiole, sind für die Verbreitung von Schadstoffen aber auch essenzieller Spurenstoffe verantwortlich. Wichtige klimarelevante Schwefelverbindungen entstehen aus DOS. Daher spielt der marine DOS-Kreislauf eine Rolle für die Meere und Atmosphäre. Trotz seiner Bedeutung sind die Quellen marinen DOS, seine Umsetzung im Meer und Funktion für Meeresbewohner unbestimmt. Auch ist die molekulare Zusammensetzung von DOS unbekannt. In diesem Projekt werden wir Pionierarbeit in einem neuen Forschungsfeld der marinen Biogeochemie leisten. Wir wollen grundlegende Fragen bzgl. der Bildung und Verteilung von nicht-flüchtigem DOS im Meer beantworten. Unsere wichtigsten Hypothesen:* Bildung von DOS:(1) Sulfatreduzierende Sedimente sind wesentlich für die Bildung von DOS.(2) Reduzierte Schwefelverbindungen (v.a. Thiole) dominieren in Zonen der DOS-Entstehung.(3) DOS wird v.a. über abiotische Sulfurisierung in der Frühdiagenese gebildet.* Transport und Schicksal von DOS im Ozean:(4) DOS wird von sulfat-reduzierenden intertidalen Grundwässern an das Meer abgeben.(5) In der Wassersäule oxidiert DOS schnell (z.B. zu Sulfonsäuren).(6) DOS aus intertidalen Sedimenten ist in oxidierter Form auf den Kontintentalschelfen stabil.Neben dem wissenschaftlichen Ziel der Beantwortung dieser Hypothesen, wird das Projekt drei Promovierenden (eine in Deutschland und zwei in Brasilien) die außergewöhnliche Gelegenheit bieten, ihre Doktorarbeiten im Rahmen eines internationalen Projektes durchzuführen. Wir werden die Stärken beider Partner in Feld- und Laborstudien und Elementar-, Isotopen- und molekularen Analysen kombinieren. Wir werden unterschiedliche Regionen im deutschen Wattenmeer und in brasilianischen Mangroven (Rio de Janeiro and Amazonien) beproben, sowie die benachbarten Schelfmeere. Sulfurisierungsexperimente werden die Feldstudien ergänzen. Zur quantitativen Bestimmung und molekularen Charakterisierung von DOS werden wir neue Ansätze anwenden, die von den beiden Arbeitsgruppen entwickelt wurden. Dabei kommen u.a. ultrahochauflösende Massenspektrometrie (FT-ICR-MS), und andere massenspektrometrischen und chromatographischen Methoden zu Anwendung.

Sedimentfallen und magmatogene Waesser als geochemische Referenzen fuer die gegenwaertige Oberflaechensedimente der vulkanischen Eifel

Die natuerliche Belastung der Gesteine, Waesser und Boeden an umweltrelevanten Spurenstoffen im Vorfeld der anthropogenen Verschmutzung, soll fuer ein regionales Modell anhand von jungtaertiaeren Sedimentfallen und Quellwaessern aufgeklaert werden. Rezente Boeden, Sedimente und Waesser sollen zu den regionalen geochemischen Standard in Beziehung gesetzt werden.

Erforschung und Ueberwachung des Langzeitverhaltens von radioaktiven Stoffen in der Nahrungskette Boden - Bewuchs - Milch - Milchprodukte

Schutz der Bevoelkerung vor Inkorporation von radioaktiven Stoffen mit der Nahrung; Feststellung der Kontamination der verschiedenen Glieder der Nahrungskette Boden - Bewuchs - Milch mit Radioisotopen, die durch Kernwaffen oder aus nuklearen Anlagen in die Umwelt gelangen.

Auswirkungen chemischer Belastungen auf mikrobielle Gemeinschaften

Veranlassung Gewässerökologie im Fokus der Öffentlichkeit Die durch den Klimawandel mit zunehmender Häufigkeit auftretenden extremen Bedingungen in und an Flüssen und Bundeswasserstraßen führten in der jüngeren Vergangenheit zum Teil zu verheerenden ökologischen Folgen. Mikroorganismen nahmen dabei oft eine zentrale Rolle ein und rückten das Thema Wasserqualität verstärkt in den Fokus der Öffentlichkeit. Ein Beispiel dafür ist das Fischsterben in der Oder im August 2022, welches im Rahmen der Ursachenforschung die Sensibilität, aber auch die Komplexität der Ökosysteme in Politik und Öffentlichkeit allgegenwärtig machte. Aber auch die seit 2017 in der Mosel auftretenden Cyanobakterienblüten erregen zumindest regional öffentliches Interesse, da sie oftmals eine eingeschränkte Nutzung des Gewässers nach sich ziehen. Interdisziplinäre wissenschaftliche Herausforderung: Komplexe Zusammenhänge zwischen chemischer Belastung und Biodiversität Die Entschlüsselung komplexer Wirkbeziehungen stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar - einerseits aufgrund multipler Stressoren, die auf Flussysteme einwirken, wie die Auswirkungen des Klimawandels oder die Ausbreitung von Neobiota; andererseits aufgrund zahlreicher Umweltfaktoren wie Wassertemperatur, Nährstoffkonzentrationen und Abflussbedingungen. Ein größtenteils unbekanntes Ausmaß an chemischen Stressoren, insbesondere organische Spurenstoffe, belasten das aquatische Ökosystem zusätzlich. Obwohl internationale Gremien und Verbände (IPBES, EU) sowie die wissenschaftliche Gemeinschaft chemische Belastungen als einen der Haupttreiber für Biodiversitätsverlust anerkannt haben, ist der Einfluss von Chemikalien auf die Biodiversität und damit auf Ökosysteme bisher unzureichend verstanden. Erste Studien geben Hinweise auf die potentiellen Auswirkungen chemischer Belastungen auf die mikrobielle Gemeinschaft: Beispielsweise belegen sie einen statistischen Zusammenhang zwischen der Spurenstoffbelastung und dem ökologischen Zustand von Fließgewässern. Es ist daher notwendig, die komplexen Zusammenhänge zwischen solchen chemischen Stressoren und der mikrobiellen Artengemeinschaften integrativ und systematisch zu bearbeiten, um die ökologischen Entwicklungen in Bundeswasserstraßen besser zu verstehen und zu prognostizieren sowie um nachteiligen Veränderungen proaktiv entgegensteuern zu können. Die Mosel als Untersuchungsgebiet Über Einträge kommunaler Kläranlagen sowie aus industriellen und intensiven landwirtschaftlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet gelangen komplexe Mischungen organischer Spurenstoffe in die Mosel. Darüber hinaus zeigt das Gewässer als Ausdruck eines "nicht gesunden" Ökosystems seit einigen Jahren ausgeprägte, Toxin-bildende Cyanobakterienblüten, die in der breiten Öffentlichkeit sowie bei den verantwortlichen Behörden große Aufmerksamkeit und Besorgnis erregen. Ziele - Umfassende Charakterisierung der mikrobiellen Artengemeinschaft und chemischen Belastung im Untersuchungsgebiet (Mosel) - Etablierung von experimentellen Ansätzen zur systematischen Untersuchung der Zusammenhänge zwischen chemischen Belastungen und dem Wachstum mikrobieller Populationen - (Weiter-)Entwicklung von mechanistischen Effekt-Modellen, welche den Einfluss der chemischen Belastung im Kontext multipler Stressoren auf ausgewählte Phytoplankton-Arten beschreiben.

Quantifizierung des Einflusses der stratosphärischen Zirkulation auf die Abschätzung troposphärischer Emissionen

Neue Studien zeigen, dass die Emissionen eines der wichtigsten Fluochlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), des CFC--11, seit 2012 wieder ansteigen, was eine ernste Bedrohung für die Ozonschicht bedeutet. Allerdings sind die Abschätzungen der FCKW Emissionen mit großen Unsicherheiten behaftet. Die größte Unsicherheit stammt von Änderungen der stratosphärischen Zirkulation und deren Darstellung in derzeitigen atmosphärischen Modellen und Reanalysen. Die Methodiken, um diese Zirkulationsänderungen in Modellen besser einzuschränken, sind unzureichend.Ziel des Projekts ist es den Einfluß von Jahr-zu-Jahr Variabilität und dekadischen Änderungen im stratosphärischen Transport auf troposphärische Änderungen langlebiger Spurenstoffe, mit Fokus auf FCKWs, besser zu verstehen. Dazu werden neue Methodiken entwickelt und verbessert, um das stratosphärische Altersspektrum abzuleiten, die Verteilung der Transportzeit durch die Stratosphäre. In einem ersten Schritt wird die Methoden-Evaluierung im Modell durchgeführt. Drei verschiedene Methodiken zur Berechnung des Altersspektrums aus Mischungsverhältnissen chemischer Spezies werden verglichen. Diese Methodiken basieren auf (i) einer inversen Gauss-Funktions Parametrisierung, (ii) einer verbesserten Parametrisierung, und (iii) einer direkten Inversions-Methode. Für einen "proof of concept" werden die Resultate aller drei Methoden mit Altersspektren aus dem Lagrangeschen Atmosphären-Modell CLaMS verglichen, die im Modell exakt mit einer Pultracer-Methode berechnet werden. Im zweiten Schritt werden die Methodiken angewendet auf hochaufgelöste in-situ Spurengas-Messdaten aus Luftproben von Flugzeug-Messungen und von neuesten AirCore Messungen. Die Kombination von neuartigen Simulations- und Berechnungs-Methoden mit neuesten Messdaten zur Bestimmung des stratosphärischen Altersspektrums wird zu bisher nicht dagewesenen Einschränkungen des stratosphärischen Transports in Modellen führen. Durch Vergleich der Modell-Altersspektren aus Simulationen die mit verschiedenen meteorologischen Reanalysen angetrieben wurden, einschließlich der neuesten ERA5 Reanalyse und älterer Produkte (ERA-Interim, MERRA-2, JRA-55), soll die Robustheit der Modell-Darstellung stratosphärischer Transportänderungen abgeschätzt werden. Schließlich werden die Variabilitäten im stratosphärischen Transport untersucht und quantifiziert, sowie die Effekte dieser Variabilität auf die Spurengaszusammensetzung der unteren Stratosphäre und auf troposphärische Trends. Die aus dem Projekt resultierenden verbesserten Methodiken zur Abschätzung troposphärischer Spurenstoff-Budgets sollen der wissenschaftlichen Community zugänglich gemacht werden, und werden einen wichtigen Schritt darstellen hin zu einer verbesserten Berechnung von Emissionen langlebiger ozonzerstörender Substanzen und Treibhausgase.

Langlebige Treibhausgase in der extratropischen Tropopausenregion

Die Mischungsverhältnisse der wichtigsten langlebigen Treibhausgase in der Atmosphäre steigen durch die anhaltenden anthropogenen Emissionen weiter an. Die langlebigen Treibhausgase, die am meisten zum menschengemachten Klimawandel beitragen, sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Neben ihrem Beitrag zum Klimawandel weisen die Verteilungen dieser Gase starke Gradienten über die Tropopause auf und sind daher gute Indikatoren atmosphärischer Transportpozesse. mit einer Lebensdauer von ca. 850 Jahren und kontinuierlich steigenden Mischungsverhältnissen ist auch Schwefelhexafluorid (SF6), ein synthetisches Gas mit starkem Erwärmungspotential, wird häufig als Indikator des sogenannten Alters von Luftmassen verwendet, das ein Maß für die Stärke der stratosphärischen Transports ist.Das Vorhaben basiert auf der Harmonisierung und wissenschaftlichen Auswertung bereits existierender Messdaten dieser vier wichtigsten Treibhausgase und weiterer langlebiger halogenierte Spurenstoffe der Messplattform IAGOS_CARIBIC aus der Tropopausenregion. Der Datensatz deckt den Zeitraum 2005-2020 and und wird ergänzt durch Daten existierende Messungen im Rahmen verschiedener Messkamapgnen des deutschen Forschungsflugzeugs HALO.Die Datenauswertung wird sich konzentrieren auf: Trends der Mischungsverhältnisse langlebiger Treibhausgase in der oberen Troposphäre, insbesondere ihren Zeitversatz zu Messungen an Bodenmessstationen, die Variabilität langlebiger Treibhausgase in der Tropopausenregion und die Identifizierung und Quellenzuordnung auffällig hoher Spurengasmischungsverhältnisse in der oberen Tropopause. Das Ziel ist ein bessseres Verständnis atmosphärischer Transportprozesse, vor allem in die und in der Tropopausenregion.Außerdem soll im Rahmen des Vorhabens ein bestehender Messaufbau für Messungen halogenierte Spurengase an Luftproben mittels Gaschromatographie (GC) gekoppelt mit Massenspektrometrie um eine kleine GC-Einheit zur Messung von SF6 bei minimalen Probenverbrauch erweitert werden. Dafür beinhaltet das Vorhaben Untersuchungen zur Eignung nicht-radioaktiver Nachweismethoden für SF6. Detektoren, die auf geplusten Entladungen basieren, sind grundsätzlich für Messungen von SF6 geeignet, wurden aber noch nicht für Messungen in der Atmosphäre verwendet. Ein solcher Detektor soll für den Aufbau der neuen GC-Einheit getestet werden. Als Alternative ist ein Elektroneinfangdetektor, die etablierte Messtechnik basierend auf dem radioaktiven Zerfall eines Nickelisotops, vorgesehen.

Der Einfluss der SML auf die Spurengasbiogeochemie und den Ozean-Atmosphäre-Gasaustausch

Labor- und Feldstudien zeigen, dass die Oberflächengrenzschicht des Ozeans (â€Ìsurface microlayerâ€Ì, kurz SML) die biogeochemischen Kreisläufe von klimaaktiven und atmosphärisch wichtigen Spurengasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Kohlenstoffmonoxid (CO), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Dimethylsulfid (DMS) stark beeinflusst: (i) Jüngste Studien aus den PASSME- und SOPRAN-Projekten haben hervorgehoben, dass Anreicherungen von oberflächenaktiven Substanzen (d.h. Tensiden) einen starken (dämpfenden) Effekt sowohl auf die CO2- als auch auf die N2O-Flüsse über die SML/Atmosphären-Grenzfläche hinweg haben und (ii) Spurengase können durch (mikro)biologische oder (photo)chemische Prozesse in der SML produziert und verbraucht werden. Daher kann der oberste Teil des Ozeans, einschließlich der SML, verglichen mit dem Wasser, das in der Mischungsschicht unterhalb der SML zu finden ist, eine bedeutende Quelle oder Senke für diese Gase sein, was von sehr großer Relevanz für die Forschungseinheit BASS ist. Die Konzentrationen von CO2, N2O und anderen gelösten Gasen in der SML (oder den oberen Zentimetern des Ozeans) unterscheiden sich nachweislich von ihren Konzentrationen unterhalb der SML. Typischerweise werden die Nettoquellen und -senken wichtiger atmosphärischer Spurengase mit Konzentrationen berechnet, die in der Mischungsschicht gemessen wurden und mit Gasaustauschgeschwindigkeiten, die die SML nicht berücksichtigen. Diese Diskrepanzen führen zu falsch berechneten Austauschflüssen, die in der Folge zu großen Unsicherheiten in den Berechnungen der Klima-Antrieben und der Luftqualität in Erdsystemmodellen führen können. Durch die Verknüpfung unserer Spurengasmessungen mit Messungen von (i) der Dynamik und den molekularen Eigenschaften der organischen Materie und speziell des organischen Kohlenstoffs (SP1.1; SP1.5), (ii) der biologischen Diversität und der Stoffwechselaktivität (SP1.2), (iii) den optischen Eigenschaften der organischen Materie (SP1.3), (iv) der photochemischen Umwandlung der organischen Materie (SP1.4) und (v) den physikalischen Transportprozessen (SP2.3) werden wir ein umfassendes Verständnis darüber erlangen, wie die SML die Variabilität der Spurengasflüsse beeinflusst.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), DECOR: Der Einfluss der Dynamik auf die Zusammensetzung und den Transport von klimarelevanten Spurenstoffen in der extratropischen oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre

Die Quantifizierung der Effekte von Transport, Mischung und chemischer Prozessierung von klimarelevanten Spurengasen in der extratropischen oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) ist von großer Bedeutung für das Verständnis des Strahlungsbudgets der Atmosphäre. Dynamische Systeme wie der Jetstream, der Asiatische Monsun, Schwere- und Rossbywellen verändern die Verteilung und den Transport von Spurenstoffen in der UTLS und beeinflussen dadurch das Klima. Ziel des Projektes ist es die Veränderung der Zusammensetzung und des Transports in der UTLS durch diese dynamischen Systeme zu untersuchen. Ein spezifischer Fokus liegt hierbei auf den Spurengasen H2O, O3, Stickoxid- und Halogenverbindungen sowie Zirren. Zu diesem Zweck wird das Atmosphärische chemische Ionisations-Massenspektrometer AIMS und das durchstimmbare Diodenlaser Hygrometer WARAN bei WISE eingesetzt. Erfolgreiche erste Messungen wurden bereits während der Kampagnen TACTS/ESMVal, ML-CIRRUS und POLSTRACC/GW-Cycle/SALSA durchgeführt. Der Nachweis mit dem Reagenzien SF5- wurde bislang zur Messung der Spurengase HCl, HNO3, SO2 und HONO verwendet. In diesem Projekt schlagen wir den quantitativen Nachweis von ClONO2 und HBr mit AIMS als Weiterentwicklung vor. Im Rahmen der WISE Mission liegt der Fokus auf der quantitativen Bestimmung der Beiträge von stratosphärischem O3 und HNO3 in der UTLS abgeleitet aus dem stratosphärischen Tracer HCl. Transportprozesse und ihr Einfluss auf die Inversionsschicht der Tropopause (TIL) werden in Abhängigkeit von Breite und dynamischer Situation untersucht . Tracer-Tracer Korrelationen in der extratropischen Tropopausen Schicht werden eingesetzt um den Mischungszustand in und oberhalb dieser Schicht zu charakterisieren. Unsere in-situ Messungen werden zur Validierung der Fernerkundungsinstrumente GLORIA (HNO3, ClONO2, H2O und SO2), DOAS (HONO, Bry) und WALES (H2O) herangezogen. Der Einfluss von Eiswolken und kaltem Aerosol auf die Spurengaszusammen in der polaren UTLS wird mit Daten der Mission POLSTRACC bestimmt. Die Aufnahme von HNO3 in Eis und die Bildung von kondensierten Salpetersäure/Wasser Kondensaten ist bei tiefen Temperaturen unzureichend verstanden. Diese Fragestellungen werden aus Messungen von Wasser, gasförmiger HNO3 und HNO3 in Eispartikeln beantwortet. Tracer-tracer Korrelationen der Chlor- und Stickoxidverbindungen werden benutzt um die Verteilung von Chloraktivierung und De- und Nitrifizierung zu bestimmen. Unsere Messungen dienen dazu das Verständnis des Einflusses dynamischer und heterogener chemischer Prozesse auf die Verteilung klimarelevanter Spurengase in der UTLS zu verbessern.

1 2 3 4 5 … 134 135 136