Anzahl- und Massenflüsse von Aerosolpartikeln über einer Stadt, erfasst mit hoher Größenauflösung
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes wurden zwei neuartige optische Partikelspektrometer in einer intensiven Messkampagne in den Jahren 2012/2013 über Münster (NRW) installiert. In einer kontinuierlichen Messung wurden Partikelanzahlkonzentrationen für Partikel mit Durchmessern zwischen 0.06 μm und 10 μm zusammen mit CO2- und Energieflüssen über eine Zeit von 13 Monaten gemessen. Die im Rahmen des Projekts erhobene Datenbank ist – zu unserem besten Wissensstand – die erste Langzeitmessung von Partikelflüssen für Nanometer- bis hin zu groben Partikeln über einer urbanen Fläche. Insgesamt betrachtet stellt die untersuchte Stadt eine Quelle für Partikel dar. Partikelanzahlflüsse wurden maßgeblich von ultra-feinen Partikeln mit Durchmessern ≤ 0.1 μm geprägt. Größere Partikel des „accumulation mode“ sowie grobe Partikel mit Durchmessern > 1 μm zeigten bi-direktionale Flüsse. Da der Großteil der partikulär gebundenen Masse auf diese Partikel fällt, wurde an vielen Tagen eine netto Deposition von Partikelmasse bei gleichzeitiger netto Emission von Partikelanzahl beobachtet. Diese Beobachtung war nur möglich, da die zugrunde liegenden Partikelanzahlkonzentrationen nach Größe aufgelöst gemessen wurden. Ein Hauptfazit des Projektes ist folglich die Betonung der Wichtigkeit der Differenzierung des Partikelaustausches nach Partikelgröße. Des Weiteren ermöglichte die Langzeitmessung Aussagen über die zeitliche Dynamik von Partikelaustauschflüssen. Neben ausgeprägten Tagesgängen, die hauptsächlich auf den Tagesgang von Partikelquellen (Verkehr) sowie von Turbulenzproduktion zurückzuführen sind, konnte Saisonalität nachgewiesen werden. Partikelflüsse der ultrafeinen Partikel unterlagen zusätzlich räumlicher Dynamik und waren signifikant erhöht für urbane im Vergleich zu suburbanen Luftmassen. Eine Analyse der erhobenen Begleitparameter ergab, dass der Partikelaustausch in einem komplexen und zeitlich dynamischen Beziehungsgefüge mit der Quellaktiviät, der Schubspannungs- und horizontalen Windgeschwindigkeit sowie der atmosphärischen Stabilität steht. Die beobachteten Austauschgeschwindigkeiten sowie du formulierten Beziehungen zu den Begleitparametern können zukünftig in nach Größe aufgelösten Modellierungen des Partikelaustausches benutzt werden.
Publications
- 2011. Highly size resolved particle fluxes over an urban area. European Aerosol Conference, Manchester
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
- 2011. Highly size resolved particle fluxes over an urban area. ILEAPS open science conference, Garmisch-Partenkirchen
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
- 2012. Highly size resolved particle fluxes: Results from biannual measurements using OPCs in an urban environment. European Aerosol Conference, Granada
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
- 2013. Annual measurement of size resolved particle fluxes in an urban environment. European Aerosol Conference, Prague
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
- 2013. Annual measurement of size resolved particle fluxes over an urban area. European Geoscience Union General Assembly, Vienna
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
- 2013. Size-resolved flux measurement of submicrometer particles over an urban area. Meteorol. Z. 22, 729–737
Deventer, M.J., Griessbaum, F., Klemm, O.
(See online at https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0441) - 2015. One-year measurement of size-resolved particle fluxes in an urban area. Tellus B, Chemical and Physical Meteorology
Volume 67, 2015 - Issue 1, Article: 25531
Deventer, M.J., El-Madany, T.S., Griessbaum, F., Klemm, O.
(See online at https://doi.org/10.3402/tellusb.v67.25531)
