Bestimmung spektraler Absorptions- und Streukoeffizienten von Aerosolpartikeln auf Partikelfiltern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde erstmals ein spektrales optisches Partikel Absorptions-Photometers entwickelt. Das Photometer beruht auf einer Messung der Transmission und Reflexion von Strahlung an einem mit Partikeln beladenen Filter. Die Nachweisgrenze und Zeitauflösung entsprachen den zuvor abgeschätzten Spezifikationen. Die Nachweisgrenze ist kleiner 0.5 Mm-1 bei einer Zeitauflösung von 10 Minuten. Der Spektralbereich bei Feldmesskampagnen betrug dabei 300 bis 950 nm bei einer spektralen Auflösung von 25 nm. Die Kalibrierung wurde mithilfe von Laborexperimenten und Strahlungstransfermodellen durchgeführt. Es wurden zwei Strahlungstransfermodelle entwickelt. Zuerst wurde ein Strahlungstransfermodell auf Basis von Raytracing entwickelt. Korrekturfaktoren wurden mit Hilfe von Lookup-Tabellen ermittelt. Diese Methode erwies sich als nicht sehr flexible und war sehr rechenintensiv. Ein Zweistrom-Strahlungstransfermodell erwies sich als sehr flexibler. Ein weitere Vorteil des Zweistrommodells war, dass der Partikel-Asymmetrieparameter berücksichtigt wurde. Diese ermöglicht, bei einer a priori Annahme des Aerosoltyps, eine Ableitung des spektralen Partikelstreukoeffizienten. Es wurden unterschiedliche Aerosoltypen, Mineralstaub (Labor und SAMUM-1 Feldmesskampagne), Mischung aus Mineralstaub und marinen Aerosol (SAMUM-2 Feldmesskampagne)und urbanes Aerosol (Leipzig) untersucht. Diese Aerosole weisen spezifische Absorptionsspektren auf, welche eine Unterscheidung der absorbierenden Spezies ermöglicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006). Characteristics and calibration of a spectral online absorption photometer. In: 7th International Aerosol Conference, P. Biswas, D. R. Chen and S. Hering, eds., American Association for Aerosol Research (AAAR), St. Paul, Minnesota, USA, 10-15 September, 431
Müller, T., Hallbauer, E. and Pelzer, J.
- (2007). A new loading and scattering correction for the particle soot absorption photometer (PSAP). In: European Aerosol Conference (EAC), Salzburg, Austria, 9-14 September, CD-ROM T13A176
Müller, T., Schladitz, A. and Wiedensohler, A.
- (2008). Spectral imaginary part of refractive index of Saharan mineral dust. Observations during the Saharan Mineral Dust Experiment (SAMUM 1). 3rd International Workshop on Mineral Dust, 2009
Müller, T., Schladitz, A., and Wiedensohler, A.
- (2009). In situ measurements of optical properties at Tinfou (Morocco) during the Saharan Mineral Dust Experiment SAMUM 2006. Tellus Ser. B-Chem. Phys. Meteorol. 61:64-78
Schladitz, A., Müller, T., Kaaden, N., Massling, A., Kandler, K., Ebert, M., Weinbruch, S., Deutscher, C. and Wiedensohler, A.
- (2009). Spectral absorption coefficients and imaginary parts of refractive indices of Saharan dust during SAMUM-1. Tellus Ser. B-Chem. Phys. Meteorol. 61:79-95
Müller, T., Schladitz, A., Massling, A., Kaaden, N., Kandler, K. and Wiedensohler, A.
- (2009). Spectral absorption of mineral dust: Results of the Mineral Dust Campaign 2008 at the AIDA facility, Forschungszentrum Karlsruhe. In: European Aerosol Conference (EAC), Karlsruhe, Germany, 6-11 September, CD-ROM T052A012
Müller, T., Petzold, A., Rasp, K., Schladitz, A., Vragel, M., Schnaiter, M. and Linke, C.
