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09.08.2011
Für seine Dissertation zum Thema „Aufbau eines flugzeuggetragenen Einzelpartikel-Aerosolmassenspektrometers“ wurde Dr. Markus Brands nun im Rahmen des Dies Academicus mit dem Preis für ausgezeichnete Abschlussarbeiten der JGU bedacht. Ziel des von Geocycles geförderten Vorhabens und der Dissertation war die Entwicklung eines flugzeuggestützten Massenspektrometers, welches in der Lage ist, die chemische Zusammensetzung und Größe einzelner Aerosolpartikel im Submikrometer-Bereich (135-900 Nanometer) während des Fluges zu untersuchen, Marco Brands hat in seiner Arbeit ein flugzeuggetragenes Laserablations-Einzelpartikel- Massenspektrometer von Grund auf entworfen, charakterisiert und auf verschiedenen Feldmesskampagnen eingesetzt. Das ALABAMA (Aircraft-based Laser ABlation Aerosol MAss Spectrometer) konzipierte er so, dass es auf dem neuen Höhenforschungsflugzeug HALO und anderen mobilen Plattformen eingesetzt werden kann. Dafür wurden alle Komponenten in einem Rahmen mit einem Volumen von weniger als 0,45 Kubikmetern untergebracht. Mit einem Gesamtgewicht von unter 150 Kilogramm einschließlich des Rahmens ist es das kleinste und leichteste Instrument seiner Art. „Die Effizienzmessungen zeigten, dass bis zu 86 Prozent der vorhandenen Aerosolpartikel erfolgreich detektiert und größenklassifiziert werden“, berichtet Brands. Die sehr hohe Effizienz ist insbesondere für Messungen in großer Höhe entscheidend, da dort zum Teil nur sehr geringe Partikelkonzentrationen vorliegen. Erste Messungen an Bord eines ATR-42-Forschungsflugzeugs ergaben einen umfassenden Datensatz von Aerosolpartikeln innerhalb der planetaren Grenzschicht. Das ALABAMA konnte unter harten physischen Bedingungen verlässlich und präzise betrieben werden. Die Partikel ließen sich zuverlässig in acht chemische Klassen unterteilen, einzelne Klassen konnten bestimmten Quellen zugeordnet werden. So ließen sich beispielsweise Partikel mit starker Natrium- und Kaliumsignatur eindeutig auf die Verbrennung von Biomasse zurückführen. Fazit: ALABAMA ist ein wertvolles Instrument, um Partikel vor Ort zu charakterisieren und unterschiedlichste wissenschaftliche Fragestellungen, insbesondere im Bereich der Atmosphärenforschung, zu untersuchen.
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