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Emission und CHemischeUmwandlung biogener flüchtiger
Organischer Verbindungen
Quantitative Beschreibung der Nettoemissionen reaktiver Spurengase aus einem Mischwaldbestand in die Troposphäre
07ATF47, Projektlaufzeit: 1.1.2001-31.12.2003, verl. bis 31.12.2004
Kooperationspartner
Universitäten•Hamburg
Forschungsinstitute•FZ Jülich•MPI Mainz•ISAS Dortmund
Firmen•MetAir AG•AAP München
Universitäten•Hamburg•Bayreuth•Innsbruck•Köln•Leipzig•Wuppertal
Forschungsinstitute•FZ Jülich•MPI Mainz•ISAS Dortmund•Agrocope FAL Zürich
S-UW
Uni Hamburg
MPI Mainz
S-UW
Uni Köln
Uni Leipzig
UniWuppertal
UniInnsbruck
MPI Mainz
WindkanalBodenemissionen
Emission und Aufnahme von VOC Feldexperiment
Atmosphären-Simulations-Kammer (SAPHIR)
Konzept
„mikrometeorologische“ Situation
Kontinuierliche Messung mikrometeorologischer Parameter über zwei Vegetationsperioden
(FZJ, AAP, MPI)
NONO22
NONO OO33
„chemische Situation“
Messung aller für die Atmosphärenchemie relevanter Spurengase erlaubt eine detaillierte Beschreibung der chemischen Situation
(FZJ, MPI, FAL, Uni Innsbruck, PSI)
Emission und Aufnahme von Spurengasen
Untersuchung der Emission und Aufnahme von Spurengasen als Funktion aller wichtigen Parameter für die am Standort vorhandenen Spezies(Eiche, Buche, Birke), Bewertung und Verbesserung von Emissionsalgorithmen
(MPI, FZJ)
Mon
oter
pene
em
issi
on[µ
g / (
g h)
]Is
opre
neem
issi
on[µ
g / (
g h)
]M
etha
nol e
mis
sion
[µg
/ (g
h)]
Sto
mat
al c
ondu
ctan
ce[(
m/h
)/10
]
Fagus sylvatica Fagus sylvatica
Quercus robur Quercus robur
Quercus roburQuercus robur
0
5
10
15
20
0
10
20
30
40
0
5
10
15
Pho
tosy
nthe
sis
[mg
/ (g
h)]
0
20
40
60
80
100
0
40
80
120
160
0 500 1000 1500
PAR [µmol / m² s]
0.0
0.5
1.0
1.5
0 20 40 60 80 100
Temperature [°C]
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
0
5
10
15
0
5
10
15
Monoterpene emission
Isoprene emission
Methanol emission
G93
Mon
oter
pene
em
issi
on[µ
g / (
g h)
]Is
opre
neem
issi
on[µ
g / (
g h)
]M
etha
nol e
mis
sion
[µg
/ (g
h)]
Sto
mat
al c
ondu
ctan
ce[(
m/h
)/10
]
Fagus sylvatica Fagus sylvatica
Quercus robur Quercus robur
Quercus roburQuercus robur
0
5
10
15
20
0
10
20
30
40
0
5
10
15
Pho
tosy
nthe
sis
[mg
/ (g
h)]
0
20
40
60
80
100
0
40
80
120
160
0 500 1000 1500
PAR [µmol / m² s]
0.0
0.5
1.0
1.5
0 20 40 60 80 100
Temperature [°C]
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
0
5
10
15
0
5
10
15
Monoterpene emission
Isoprene emission
Methanol emission
G93
Strahlungsmessungen
Vertikalprofile und spektrale Verteilung der Strahlung im Waldbestand
Jahresgang der Photolysefrequenzen im Wald
(FZJ)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
-1 0 1 2 3 4 5 6 0 100 200 300 400 500 600 40 50 60 70 80 90 100
0.0 0.5 1.0 1.5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 0 100 200 300 400
OH
OH / 106 cm-3
cano
pyca
nopy
HO2
HO2 / 106 cm-3
O3
O3 / ppb
J(O1D)
J(O1D) / 10-5s-1
heig
ht /
mhe
ight
/ m
NO
HONO / ppt
HONO
NO / ppt
Freie Radikale
Tagesgänge von OH, HO2, RO2 unter, in und über dem KronenraumVertikalprofile freier Radikale in einem Waldbestand
(FZJ)
Salpetrige Säure
0
50
100
150
200
250
13:15 13:30 13:45 14:00 14:15 14:30
time
HO
NO
[pp
tV]
0
5
10
15
20
25
HO
NO
(LO
PA
P)/
HO
NO
(pho
to)LOPAP
Photostat.LOPAP/Photostat.
Identifikation von HONO als „Schlüsselsubstanz“ für Radikalchemie im Waldbestand,.HONO-Photolyse verantwortlich für 40 – 50 % der OH Radikale
(Uni Wuppertal, FZJ)
Erstmalige Messung der Flüsse von Terpen-Oxidationsprodukten über einem Waldbestand
(ISAS Dortmund)
Terpen-Oxidationsprodukte
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
July 15, 2003
05.30 -06.30
0
08.30 -09.30 11.30 -12.30 14.30 -15.30 17.30 -18.3005.30 -06.30 08.30 -09.30 11.30 -12.30 14.30 -15.30 17.30 -18.30
SabineneSabinaketone
Flu
ss (
ng
cm
-2s-
1 )
terp
ene
oxi
dat
ion
pro
du
cts
[ng
/m³]
org
anic
carb
on
[µg
/m³]
0
20
40
60
80
100
120
140
8 9 10 11 14 150
1
2
3
4
5
6
7
terpene oxidation productsorganic carbon
day of July 2003
terp
ene
oxi
dat
ion
pro
du
cts
[ng
/m³]
org
anic
carb
on
[µg
/m³]
0
20
40
60
80
100
120
140
8 9 10 11 14 150
1
2
3
4
5
6
7
terpene oxidation productsorganic carbon
0
20
40
60
80
100
120
140
8 9 10 11 14 150
1
2
3
4
5
6
7
terpene oxidation productsorganic carbon
day of July 2003
Terpen-Oxidationsprodukte “Proxi” für den Anteil von OC in Aerosolpartikeln
w'c*'
Z[m
]
0 0.5 1 1.50
20
40
60
80
100
120
area 1area 2area 3total area
c*
Z[m
]
0 5 100
20
40
60
80
100
120
area 1area 2area 3total area
]//[
]/[]/[*
2330
33
msmQ
smUmmcc mair ×
=
MainTowerArea
source 3Area
source 2Area
source 1*
Area sources of passive tracer-gas Main
tower
Messungen im Windkanal
Unterstützung beim Design des FeldexperimentsAnalyse der Quellverteilung der gemessenen SpurengaseAnalyse der Transportzeiten in und über dem Bestand Nachweis, dass Messort repräsentativ für den Waldbestand
(Uni Hamburg)
Kooperationen VALCHEM-IDEC-BEWA-ECHO
VALCHEM/IDEC: Entwicklung Isoprenmechanismus
EURAD: Prognose für ECHO
ECHO/EURAD: Diagnose für ausgewählte Episoden
BEWA/ECHO: Bestandsflussmodellierung
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
14. 07. 00:00 15. 07. 00:00 16. 07. 00:00 17. 07. 00:00
MEZIs
op
ren
Mis
chu
ng
sver
häl
tnis
, pp
t
Wie geht es weiter
• weitere Auswertung und Interpretation der Daten
• Modellrechnungen zu Chemie und Transport
• Publikation wichtiger Teilergebnisse in begutachteten
Zeitschriften
• Weiterentwicklung der Datenbank
• gewonnene Datensatz lässt sich in der verbleibenden
Projektlaufzeit nicht in vollem Umfang ausschöpfen
Synthese von Feld-, Labor- und Modelldaten zur
Bestimmung der Nettoemissionen aus Waldbeständen
Präsentation von Ergebnissen:
57 Seminarvorträge, davon 20 eingeladene Vorträge
76 Konferenzbeiträge, davon 7 eingeladene Vorträge
20 Publikationen, davon 14 begutachtete Publikationen
ECHO in Zahlen
Ausbildung:
12 Vorlesungen bzw. Seminare
7 Diplomarbeiten
12 Doktorarbeiten
16 Postdocs
11 Praktikanten (Schüler-, FH-, Uni-)
Sandrine Aubrun, Sandra Ausma, Christof Ammann, Rolf Bandur, Jonathan Beauchamp, Birger Bohn, Dirk Bruening, Jonas Bühler, Hermann-Josef Buers, Tamara Dindorf, Ralph Dlugi, Claudia Erven, Karen Fechner, Achim Folkers, Traian Gavrilolei, Martin Graus, Armin Hansel, Andreas Hofzumahaus, Frank Holland, Thorsten Hoffmann, Christoph Holzke, Jürgen Kesselmeier, Jörg Kleffmann, Einhart Kleist, Dieter Klemp, Michael Komenda, Axel Knaps, Michael Kortner, Uwe Kuhn, Lydia Lehmann, Bernd Leitl, Volker Linnemann, Jutta Lörzer, Oliver Marx, Franz Meixner, Michael Memmersheimer, Thomas Mentel, Djuro Mihelcic, Bernhard Mittermaier, Michael Möllmann-Coers, Peter Müsgen, Albrecht Neftel, Bruno Neininger, Claudia Neubert, Sebastian Otto, Björn Papke, Frauke Pascheke, Kate Richards, Franz Rohrer, Udo Rummel, Michael Schatzmann, Andrea Schaub, Monika Scheibe, Thomas Seifert, Manfred Siese, Eric Simon,Christoph Spirig, Detlef Sprung, Martin Steinbacher, JanStofledt, Axel Thielmann, Ralf Tillmann, Christoph Thomas, Thomas Trautmann, Ivonne Trebs, Christian Tritsch, Jörg Warnke, Robert Wegener, Antje Weitz, Jürgen Wildt, Armin Wisthaler, Sascha Zapf, Michael Zelger, Myriel Ziehe
Das ECHO-Team
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