ZEBIS - ein Isotopensammler auf dem Zeppelin NT

Einsatz bei COPS/TRACKS

Der hier entwickelte Luftprobensammler ZEBIS ist erstmalig im Rahmen des großen internationalen Feldexperiments COPS/TRACKS im Juli 2007 sehr erfolgreich eingesetzt worden. Ziel von COPS (Convective and Orographically-induced Precipitation Study) ist die Untersuchung der für Niederschlag relevanten Prozesse über Mittelgebirgsregionen, um die Vorhersagequalität von orographisch induzierten Niederschlägen durch Messungen und durch Modellierung der Prozessabläufe zu verbessern. TRACKS (Transport und chemische Umwandlung in konvektiven Systemen) beschäftigt sich mit der Bedeutung der Konvektion für den Spurenstofftransport und zielt auf die Gewinnung von Datensätzen zur Optimierung von Modellen des konvektiven Transports von Spurenstoffen. Basierend auf den Eigenschaften des Zeppelin NT sind folgende Flugmissionen angestrebt bzw. bereits umgesetzt worden:

1. Messung lokal begrenzter Phänomene mit hoher räumlicher Auflösung,
2. schnelle Messung vertikaler Profile,
3. Messung entlang von Lagrange-Trajektorien,
4. langzeitliche Messungen.

Spurenstoffprofile wurden an unterschiedlichen Orten und zu verschiedenen Zeitpunkten in Südwest-Deutschland aufgezeichnet, um die Entwicklung der PBL als auch die relevanten CO2 und H2 Flüsse zu erfassen. Wie effektiv, bei bekannter Belastungssituation in mitteleuropäischen Ballungszonen, durch Konvektion eine Entlastung herbeigeführt werden kann, wird in einem Lagrange-Experiment ergründet. Darin wird der Einfluss konvektiver Bewegungen in der PBL auf die Abluftfahne des Großraums Mannheim-Ludwigshafen bzw. Karlsruhe untersucht. In Abstimmung mit COPS werden Einmischvorgäge und Vertikaltransporte in konvektiven Wolken (Entrainment) gemessen. Im Rahmen von TRACKS misst das ICG-2 des Forschungszentrums Jülich mit dem erstmals eingesetzten Zeppelin NT das Budget von troposphärischen Radikalen (OH, HO2, RO2). Die Messungen liefern Kenntnisse über die atmosphärische Oxidationskapazität und ihre Limitierungen, über Radikalzyklen, über die Abhängigkeit von UV, NOx, flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOCs), Radikal-Quellen (z.B. HONO) und -senken. Desweiteren soll die troposphärische Ozon-Produktionsrate sowie das NO/NO2-Verhältnis ermittelt werden. Besonderes Interesse liegt in heterogenen chemischen Prozessen sowie in der Bildung und Alterung von Aerosolen. Mit ZEBIS beteiligt sich unsere Arbeitsgruppe an der Messung der Abbaukette und Produkte von VOCs (i.e. oxidierte VOCs, Partikel, CO2) durch die Bestimmung der Isotopenverhältnisse in diesen Verbindungen.

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