Modellentwicklung zur troposph\u00e4rischen AerosolprozessierungDie Troposph\u00e4re ist ein komplexes und gekoppeltes Mehrphasensystem, indem viele physikalische und chemische Prozesse ablaufen, die alle Umweltkompartimente direkt oder\/und indirekt beeinflussen. Aufgrund der gro\u00dfen Komplexit\u00e4t des Gesamtsystems ist das derzeitige Systemverst\u00e4ndnis begrenzt. Deshalb sind detaillierte Untersuchungen der Subsysteme obligatorisch, um das System Atmosph\u00e4re mit seinen Wechselwirkungen und Kopplungen besser verstehen zu k\u00f6nnen. Einen wissenschaftlichen Komplex, dessen Kenntnisstand sehr begrenzt ist, stellt die Prozessierung des Aerosols im troposph\u00e4rischen Mehrphasensystem dar. Die Aerosolprozessierung soll daher in dieser Arbeit mit Hilfe von expliziten Multiphasenchemiemodellen untersucht werden.Der Wirkung von Aerosolpartikeln auf die Umwelt wurde innerhalb der letzten beiden Jahrzehnte immer gr\u00f6\u00dfere Bedeutung zuerkannt. Neben der komplexen Wirkung von Aerosolpartikeln auf die solare und terrestrische Strahlung, haben Partikel auch direkte Wirkungen auf Menschen und \u00d6kosysteme. Dar\u00fcber hinaus ver\u00e4ndern sie \u00fcber atmosph\u00e4rische heterogene chemische Reaktionen die stoffliche Zusammensetzung und damit in die Oxidationskapazit\u00e4t der Troposph\u00e4re. Ohne ein detailliertes Verst\u00e4ndnis der verschiedensten chemischen und physikalischen Prozesse und Effekte k\u00f6nnen gro\u00dfskalige Modelle nur unzureichend parametrisiert werden. F\u00fcr eine erfolgreiche Modellierung atmosph\u00e4rischer Prozesse, wie z.B. der Wolkenbildung in gro\u00dfskaligen Wetter- und Klimamodellen und deren prognostische Anwendung, bildet die Aufkl\u00e4rung der physikochemischen Aerosolprozessierung sowie deren parametrisierte Beschreibung eine unabdingbare Voraussetzung. Finales Ziel der umfassenden Studien zur Prozessierung des troposph\u00e4rischen Aerosols soll deshalb die Aufkl\u00e4rung wichtiger chemischer Multiphasenprozesse sein, die f\u00fcr die Parametrisierung gro\u00dfskaliger Modelle und deren prognostischer Anwendung bedeutsam sind. Damit wird das Systemverst\u00e4ndnis der Troposph\u00e4re erh\u00f6ht und die in ihr ablaufenden die Interaktionen besser verstanden, was letztendlich zu einer h\u00f6heren Qualit\u00e4t der Modellvorhersagen f\u00fchren wird.Zur Erh\u00f6hung des Kenntnisstandes der Oxidation atmosph\u00e4rischer Spezies in Gas- und Fl\u00fcssigphase sowie deren Wechselwirkung sollen zu Beginn der Arbeit Fallstudien mit dem polydispersen Boxmodell MODMEP durchgef\u00fchrt werden, wobei der Schwerpunkt auch auf die Oxidationswege organischer Verbindungen gelegt wird. Dazu sollen Quellen- und Senkenanalysen wichtiger Spezies durchgef\u00fchrt sowie eventuelle Unterschiede in einzelnen Gr\u00f6\u00dfenfraktionen analysiert und detektiert werden. Von besonderem Interesses sind dabei auch die Wechselwirkungen zwischen organischen und anorganischen Wolkeninhaltsstoffen besser zu verstehen. Auch die Differenzen zwischen der auftretenden Tag- und Nachtradikalchemie in beiden Phasen sollen f\u00fcr die einzelnen Regime (urban, remote, marine) ausf\u00fchrlich analysiert werden. Die aus den ausf\u00fchrlichen Analysen der Boxmodellfallstudien gewonnen Erkenntnisse sollen im Anschluss mit dem Wolkendurchgangsmodell SPACCIM (SPectral Aerosol Cloud Chemistry Interaction Model) auf der Basis real gemessener Daten evaluiert werden. SPACCIM soll weiterhin im Rahmen der vom Institut geplanten Wolkendurchgangsexperimente bei der Analyse und Interpretation der Messdaten helfen und folglich zur Verbesserung des Systemverst\u00e4ndnisses betragen. Dieser realit\u00e4tsnahe Einsatz des Modells soll die Einordnung der derzeitigen Verst\u00e4ndnism\u00f6glichkeiten des Mehrphasensystems erm\u00f6glichen, konkrete Mechanismenentwicklungsrichtungen vorgeben sowie neue Schwerpunkte f\u00fcr zuk\u00fcnftige Feldmessungen geben. Danach soll auf der Basis der Modellevaluierung der Fl\u00fcssigphasenmechanismus CAPRAM weiterentwickelt werden. Da die Anwendung eines detaillierten Mechanismus nicht nur f\u00fcr einfache Boxmodelle interessant ist, sondern letztlich in gro\u00dfskaligen Modellen Verwendung finden muss, ist das Ziel der anschlie\u00dfenden Reduktion, die Entwicklung von Mechanismen f\u00fcr bestimmte Zielstellungen und Modellanforderungen in h\u00f6herskaligen Modellen. Mit Hilfe der revidierten, weiterentwickelten Mechanismen sollen folglich Parametrisierungen zur Beschreibung der Aerosolprozessierung gefunden werden, die in h\u00f6herskaligen Modellen Anwendungen finden werden. Dabei werden regionale Modellstudien mit einem Chemie-Transport-Modell den Schwerpunkt bilden. Angestrebt werden regionale Vorhersagen zur Verteilung von Spurenstoffen sowie daraus entstehenden Umweltbelastungen und Aussagen zur zeitlichen Modifikation des troposph\u00e4rischen Aerosols.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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