In-situ-Instrumentation: Spurenstoffe

Am Institut für Physik der Atmosphäre werden in-situ-Messsysteme für Spurengase entwickelt, optimiert und auf verschiedenen Flugzeugen eingesetzt (HALO, Falcon 20, Geophysica-M55, Lufthansa A340-600). Die vorhandenen Instrumente zur Spurengasmessung dienen dem Nachweis von kurz- und langlebigen Treibhausgasen (O₃, CO₂ und CH₄), reaktiven Stickoxidverbindungen (NO, NO₂, HONO, HNO₃, NO_y),  Indikatoren für verschmutzte (CO)  bzw. für stratosphärische Luftmassen (HCl, ClONO₂), als auch von Aerosolvorläufergasen (SO₂). Zur Messung von NO werden Zwei-Kanal-Chemilumineszenzdetektoren eingesetzt, wobei NO₂ und höheroxidierte Stickstoffverbindungen (NO_y) in einem ersten Analyseschritt mittels verschiedener Reduktionskonverter in NO umgewandelt und so in der Summe gemessen werden können. Die hochempfindliche Chemische Ionisations-Massenspektrometrie (CIMS-Technik) ist durch Verwendung unterschiedlicher Reagenzionen vielseitig einsetzbar und wird derzeit zur Messung von HNO₂, HNO₃, HCl, ClONO₂ und SO₂ benutzt. Die CO₂- und CH₄-Messungen basieren auf dem Prinzip der Cavity-Ringdown-Spektroskopie, O₃ wird mit Hilfe der UV-Absorptionsspektrometrie nachgewiesen und die Messung von CO beruht auf dem Prinzip der Vakuum-Resonanzfluoreszenz. Um Transport- und Mischungsprozesse zu studieren, können außerdem Luftmassen mit  chemisch inerten, künstlichen Verbindungen (Perfluorkarbone) markiert und in so genannten Lagrange'schen Experimenten, d.h. mit der Strömung, verfolgt werden.