Optimierte Messungen der Luftqualität
Spurengase und deren Aktivitäten in der Atmosphäre beobachten zu können, ist Voraussetzung für die Detektion und Quantifizierung wichtiger Gase wie Lachgas und Ozon. Insbesondere für das große Forschungsfeld Geowissenschaften müssen Spurengase genau analysiert werden können. Das EU-finanzierte Projekt ALP-AIR (Atmospheric flux-measurements of precursor-gases for air-quality and climate research) entwickelte ein Forschungsprogramm, um die chemische Zusammensetzung in der Atmosphäre zu analysieren, insbesondere hochsensitive Messinstrumente für reaktive Spurengase und Aerosole, die für Bevölkerungsgesundheit und Atmosphärenforschung wichtig sind. Mit verschiedenen spektroskopischen Verfahren untersuchte ALP-AIR den Austausch reaktiver und nicht-reaktiver Spurengasen. Getestet wurde hierfür ein neues Spektrometer, das dann mit Wetter-, Temperatur- und CO2-Beobachtungsdaten an einem alpinen Standort kombiniert wurde. Das Team führte eine Luftqualitätsanalyse sowie Messungen des atmosphärischen Austauschs an einem städtischen Standort durch, bei der reaktive und nicht reaktive Spurengase (CO2) sowie Aerosole und andere wichtige Gase gemessen wurden. Mit einem speziellen Spektrometer konnte ALP-AIR die bisherige Nachweisgrenze atmosphärischer Flussmessungen für flüchtige methanfreie organische Substanzen senken. Die Forscher kombinierten diese Messungen für die Detektion von Stickoxiden (NOx) mittels Cavity-Ring-Down Spektroskopie. Erstmals wurden quantitative und skalierbare Constraints eingesetzt, um den Einfluss von Spurengasen auf urbane atmosphärische Stickoxidemissionen zu ermitteln. Dabei wurde festgestellt, dass NOx-Emissionen aus dem Straßenverkehr größer waren als aktuelle Atmosphären- und Klimamodelle prognostizieren. ALP-AIR untersuchte auch, wie sich die große Zahl an Dieselfahrzeugen in Österreich auswirkt, und wie künftig über Vorgaben die lokale Ozonbildung beeinflusst werden kann, insbesondere beim so genannten "Wochenendeffekt". Dies könnte weltweit auch für andere Regionen mit hoher Stickoxidbelastung von Bedeutung sein und zeigt die gesellschaftliche Relevanz aktueller Trends in europäischen Netzwerken für Luftqualität, da viele Vorgaben nicht eingehalten werden. Die in dieser Initiative entwickelte Technologie wird Daten liefern, mit denen ohne großen Kostenaufwand gegen Luftverschmutzung und Klimawandel vorgegangen werden kann.
Schlüsselbegriffe
Luftqualität, Spurengase, ALP-LUFT, atmosphärischer Fluss, Spektroskopie, NOx-Emissionen
