Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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UP: Fachverband Umweltphysik

UP 3: Atmosphärische Spurengase und Aerosole: Laboruntersuchungen

UP 3.3: Vortrag

Montag, 26. März 2007, 10:45–11:00, Phy 5.0.20

Kalibrationsfreie Bestimmung des atmosphärischen Methanhintergrunds mit einem 1.6  µ m DFB-Diodenlaser — •Christian Lauer, Dieter Weber, Steven Wagner und Volker Ebert — PCI Heidelberg, INF229, 62120 Heidelberg

Der kalibrationsfreie Nachweis des atmosphärischen Methanhintergrundes und dessen anthropogenen Anstiegs, ist sowohl in der Troposphäre (Treibhauseffekt) als auch in der Stratosphäre (photolytische Bildung von Wasser) von Bedeutung. Empfindliche Methanmessungen erfolgen bisher vor allem extraktiv, was die räumliche und zeitliche Auflösung einschränkt und große Messgeräte erfordert. Es wurde ein In-situ Absorptionsspektrometer mit einem schnell abstimmbaren 1.6µ m DFB-Diodenlaser entwickelt, das eine kalibrations- und probenahmefreie Konzentrationsmessung mit hoher Zeitauflösung ermöglicht. Die Absorptionsstrecke von 70m wurde in einer Open-Path Herriottzelle mit 0.75m Basislänge auf ein überlagerungsfreies Spotmuster hin optimiert. Bei Zeitauflösungen um 1s und gleichzeitiger Onlineauswertung des Absorptionssignals mittels eines Multilinien-Voigt-Fits des CH₄-Linientripels bei 1653.73nm, wurde eine optische Auflösung von 10⁻⁵OD erreicht. Damit konnte in Labormessungen der Methanhintergrund von 1.8ppm mit einer Genauigkeiten von 15ppb (1σ) ohne Kalibration erfasst werden. Der kompakte Aufbau, die geringe Größe und das niedrige Gewicht ermöglichen, das Spektrometer auf Ballonflügen einzusetzen.