Atmosphärenchemie alt Text

Kinetik und Photochemie

Arbeitsgruppe Dr. John Crowley

Unsere Atmosphäre kann man sich als riesigen photochemischen Reaktor mit enorm komplexen Gas-, Flüssig- und Mehrphasen-Prozessen vorstellen. Die Umgebung dieser Prozesse ist sehr variabel: Temperaturen, die von -80 bis +30° C reichen und Drücke, die sich von der Erdoberfläche bis in etwa 20 km Höhe um den Faktor 100 unterscheiden. In der Gasphase bestimmen chemische Kinetik und Photochemie, wie Spurengase mit dem Sonnenlicht interagieren, welche Spurengase miteinander reagieren, wie schnell sie reagieren und welche Produkte gebildet werden. Die so genannte heterogene Chemie beschreibt die chemischen und physikalischen Vorgänge an der Schnittstelle von Gas und Partikel - also dort, wo ein Teilchen flüssig, fest oder gefroren vorkommen und in seiner Komplexität von fast reiner Schwefelsäure bis zu einer Mischung aus vielen kondensierten organischen Molekülen variieren kann. Sowohl die Gasphase als auch heterogene Prozesse spielen eine wichtige Rolle, um die Zusammensetzung unserer Atmosphäre zu bestimmen.

Die Laborstudien in unserer Gruppe richten sich auf das detaillierte Verständnis der Gasphase und heterogener Prozesse, die in der gesamten Atmosphäre stattfinden. In modernsten Versuchsanordnungen untersuchen wir mit optischen und massenspektrometrischen Methoden die Photochemie, die Kinetik und die Mechanismen von atmosphären Reaktionen. Ziel ist es, auf Physik und Chemie basierende Parameter abzuleiten, die in Atmosphären-Modellen verwendet werden können.

Unsere Arbeitsgruppe führt auch Feldmessungen durch. Hierbei nutzen wir hochempfindliche Laser-Cavity-Methoden und die chemische Ionisations-Massenspektrometrie, um verschiedene chemische Aspekte atmosphärischer Stickoxide zu untersuchen. Indem wir die Spurengase NO2, NO3, N2O5, PAN, HNO3 und Alkylnitrate messen, hoffen wir, die Verknüpfung von reaktiven Stickstoffoxiden und deren Reservoirs, und damit ihre Rolle in der photochemischen Ozonbildung besser zu verstehen. Unsere Instrumente sind unter Methoden beschrieben.