AG Experimentelle Atmosphaerenforschung

ACTRIS

Am Taunus-Observatorium (TO) wird seit 2021 der Aus- und Aufbau einer Beobachtungsstation im Rahmen von ACTRIS-D betrieben. ACTRIS-D ist Teil des europäischen Forschungsnetzwerks ACTRIS, das für The Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure (Aerosole-, Wolken- und Spurengas-Forschungsinfrastruktur) steht. Ziel ist es, am TO eine Vielzahl an hochpräzisen In-situ-Instrumenten in Betrieb zu nehmen, um verschiedene Spurengase und Aerosolpartikel sowie deren chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften zu messen. Diese Messungen sollen nach einer fünfjährigen Implementierungsphase (2021 bis 2026) ab 2026 kontinuierlich betrieben und die gewonnen Daten sollen in eine frei zugängliche Datenbank eingespeist werden. Durch die kontinuierliche Datenerhebung über viele Jahre hinweg lassen sich Veränderungen der atmosphärischen Bestandteile besser verstehen. Die Verfügbarkeit der Daten ermöglicht Forschenden aus aller Welt, ihre Forschungsfragen besser zu beantworten und auch für politische Entscheidungen können die Daten eine verlässliche Grundlage darstellen.

Am Taunus-Observatorium werden In-situ-Daten von Spurengasen und Aerosolpartikeln erhoben. Im Folgenden werden die gemessenen Parameter sowie die eingesetzten Messmethoden aufgelistet. Für die beiden Komponenten (Spurengase und Aerosolpartikel) sind in den ACTRIS-Richtlinien sogenannte verpflichtende (mandatory) Parameter definiert (nachfolgend mit einem * gekennzeichnet). Die anderen Parameter sind zusätzliche (auxiliary) Parameter, die dazu dienen, spezielle Forschungsfragen besser zu beantworten. Da in unserer Arbeitsgruppe „Experimentelle Atmosphärenforschung“ intensiv zum Thema Partikelneubildung und Nukleation geforscht wird, zielen die zusätzlichen Geräte insbesondere darauf ab, die kleinsten Aerosolpartikel und deren Vorläufersubstanzen zu messen.

Instrumente für Spurengase:

  • *GC-MS: Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe (NMHCs)
  • *CLD-Monitor: Stickoxide (NO, NO2, NOx)
  • *PTR-MS: volatile organische Stoffe (VOCs)
  • UV-Absorptionsphotometer: Ozon (O3)
  • Taupunktspiegel: Wasserdampf (H2O)
  • Nitrat-CI-APi-TOF-MS: Schwefelsäure (H2SO4), oxidierte organische Moleküle (OOMs) u.a.
  • Fluoreszenz-Monitor: Schwefeldioxid (SO2)
  • Ionenchromatograph: Ammoniak (NH3), Ammonium (NH­4+) u.a.

Instrumente für Aerosolpartikel:

  • PSM: Nano-Partikel der Nukleationsmode (> 1,3 nm)
  • 5: Partikelanzahlkonzentration > 2,5 nm
  • *CPC10: Partikelanzahlkonzentration > 10 nm
  • *SMPS: Partikelgrößenspektrum von 10 bis 800 nm
  • NAIS: Partikelgrößenspektrum von 3 bis 40 nm sowie natürliche Ionen
  • *ACSM: Chemische Zusammensetzung der Partikel im Bereich < 1 µm
  • *APS: Partikelgrößenspektrum von 0,3 bis 20 µm
  • *Aethalometer: Absorptionsfähigkeit des Aerosols und Rußkonzentration
  • *Integrating Nephelometer: Rückstrahlfähigkeit der Aerosole

Meteorologische Instrumente:

  • Wettersonde zur Messung der Temperatur, Feuchte, Druck und Niederschlag
  • Strahlungssensoren für UVA-, UVB-, Infrarot- und Globalstrahlung

Der Aufbau von ACTRIS-D wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF im Rahmen der Strategie »Forschung für Nachhaltigkeit« FONA gefördert.