Reaktive Prozesse

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 heterogene Chemie beschreibt die chemischen und physikalischen Vorgänge an der Grenzfläche von Gas und Partikel wobei ein Partikel 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 Laboruntersuchungen unserer Gruppe richten sich auf das detaillierte Verständnis der Gasphase und heterogener Prozesse, die in der gesamten Atmosphäre stattfinden. Mit modernsten Versuchsanordnung 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.

Bei den Feldmessungen der Arbeitsgruppe nutzen wir hochempfindliche Laser-Cavity-Methoden und die chemische Ionisation-Massenspektrometrie, um verschiedene Aspekte der Chemie atmosphärischer Stickoxid und Halogene zu untersuchen. Indem wir die Spurengase NO₂, NO₃, N₂O₅, PAN, HNO₃, Alkylnitrate, ClNO₂, HCl and SO₂ messen, können wir die Verknüpfung von reaktiven Stickstoffoxiden und deren Reservoirs, und damit ihre Rolle in der photochemischen Ozonbildung besser verstehen. Unsere Instrumente sind unter Methoden beschrieben.