9.1.4 Ergebnisse und Diskussion der Peroxiradikal-Messungen
9.1.4.5 Absch¨atzung der Netto-O 3 -Produktionsrate
Eine interessante Gr¨oße von photochemischen Untersuchungen ist die Frage, ob durch pho-tochemische Prozesse O3 produziert oder abgebaut wird. Zur Berechnung der Netto-O3 -Produktionsrate wurde ¨ahnlich wie z.B. bei [Zan99] zun¨achst die Produktion- und die Verlu-strate getrennt bestimmt. Erstere berechnet sich anhand der Reaktionen von HO2 und RO2 mit NO, die beide zur Bildung von NO2 f¨uhren, welches anschließend photolysiert werden kann und dabei O3 bilden kann.
P(O3) =kHO2+N O[HO2] +kRO2+N O[RO2][N O] (9.25) Eine Abnahme der [O3] und damit ein O3-Verlust findet dagegen zum einen ¨uber die O3 -Photolyse als auch zum anderen ¨uber die Reaktionen von HO2 bzw. OH mit O3 statt.
L(O3) =f J(O1D)[O3] +kHO2+O3[HO2][O3] +kOH+O3[OH][O3] (9.26) Bilanziert man nun die Produktions- mit der Verlustrate erh¨alt man die Netto-O3 -Produktions-rate (NOP).
N OP(O3) =P(O3)−L(O3) (9.27) Abb. 9.19 zeigt die so berechnete Netto-O3-Produktionsrate in der Einheit ppb pro Stun-de. Ebenfalls aufgetragen sind die gemessenen NO-Konzentrationen, deren tageszeitliche Va-riationen gut zu sehen sind. Wie bereits die niedrigen Konzentrationen von NO andeuten, ist zu erwarten, dass sich die O3-Produktions- und Verlustraten in etwa ausgleichen. Dies ist in der Abb. 9.19 gut erkennbar. In den meisten F¨allen liegt die berechnete Netto-O3 -Produktionsrate bei Werten um null mit einer typischen Variation von unter 0.1 ppb/h.
Allerdings unterliegt diese Absch¨atzung einer Unsicherheit, die durch die Tatsache gegeben
9.1. MESSUNGEN AUF DEM MT.CIMONE 183
Ortszeit [Datum]
06/19/00 06/20/00 06/21/00 06/22/00 06/23/00 06/24/00 06/25/00 -0.8
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4
NO [ppt]
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Netto O3 Produktion [ppb/Stunde]
Abbildung 9.19:Anhand des Photostation¨aren Gleichgewichts abgesch¨atzte Netto O3-Produktionrate (NOP)in der Einheit ppb pro Stunde. Ebenfalls dargestellt die [NO]. Zwischen dem 19. und 22.06. liegen die berechneten Werte der Netto O3-Produktionrate vorwiegend im Bereich von -0.1 bis 0.2 ppb/h. Gemittelt ergibt sich ein Wert knapp ¨uber null.
ist, dass die Konzentration des OH-Radikals nicht gemessen wurde. Diese kann zwar an-hand der oben diskutierten Gleichgewichtsabsch¨atzung berechnet werden, unterliegt aber einem gewissen Fehler. Die Auswirkungen dieser Ungenauigkeit k¨onnen insbesondere dann zu großen Unsicherheiten in der Berechnung der Netto-O3-Produktionsrate f¨uhren, wenn so-wohl die Produktions- als auch die Verlustrate ein vergleichbare Gr¨oße aufweisen. Dies ist offensichtlich hier der Fall. Aus diesem Grund sollte diese Absch¨atzung - ¨ahnlich wie die oben diskutierte Gleichgewichtsabsch¨atzung - noch als vorl¨aufig betrachtet werden. Lediglich die berechneten Werte im Zeitraum vom 19.–22.06., die sich durch eine gute ¨ Ubereinstim-mung zwischen den Messdaten und den abgesch¨atzten Konzentrationen hervorheben, sollten daher an dieser Stelle n¨aher diskutiert werden. In diesem Zeitraum erreicht die Netto-O3 -Produktionsrate ¨uberwiegend Werte zwischen -0.1 und +0.2 ppb/h auf. Grob gemittelt liegt sie damit bei Werten knapp ¨uber null. Die mittlere NO-Konzentration betr¨agt an diesen Ta-gen etwa 30 ppt.
Vergleicht man diese Daten mit ¨ahnlichen Berechnungen, die f¨ur Messungen auf dem Jung-fraujoch im M¨arz/April 1998 im Rahmen der FREETEX’98-Kampagne erfolgten, so best¨ati-gen sich obige Ergebnisse: an Tabest¨ati-gen mit relativ sauberen Luftmassen mit einer NO-Konzentra-tion von etwa 27 ppt wurde am Jungfraujoch eine Netto-O3-Produktionsrate von etwa 0.1 ppb/h berechnet; an Tagen mit verschmutzteren Luftmassen mit einer [NO] in der Gegend von 260 ppt ergab sich ein Wert von ca 1 ppb/h [Zan00].
Negative Werte der Netto-O3-Produktionsrate von etwa -0.15 ppb/h wurden bei einer [NO]
von 19 ppt w¨ahrend der MLOPEX II Kampagne im Sommer 1992 auf Mauna Loa gemessen [Can96].
Damit liegen die Werte der hier bestimmten zur Zeit noch vorl¨aufigen Netto-O3 -Produktions-rate durchaus im Rahmen dessen, was man f¨ur eine exponiert gelegene Bergstation bei obigen NOKonzentrationen erwarten w¨urde.
9.1.4.6 Informeller Vergleich zwischen ROXMAS und PERCA-Box
Neben den bisher beschriebenen Peroxiradikalmessungen des ROXMAS erfolgten Messun-gen der Summe von HO2+RO2 mittels einer PERCA-Box des MPI-Mainz. ¨Ahnlich wie das ROXMAS arbeitet dieses Instrument auch mit einem chemischen Verst¨arker, deren Messme-thoden sich aber fundamental unterscheiden. So arbeitet die PERCA-Box [Can82, Can93b, Can93a, Has91], von der hier lediglich das Messprinzip kurz vorgestellt wird, mit einer Verst¨arkung auf der Basis der Reaktionsgase CO und NO. HO2 reagiert in einem Str¨omungs-rohr mit dem zugegebenen NO zu OH und NO2. Das gebildete OH reagiert anschließend mit CO und produziert dabei letztendlich wieder ein HO2.
HO2+N O −→ OH+N O2 (9.28)
OH+CO+O2+M −→ HO2+CO2+M (9.29) Netto wird damit ohne Verlust von HOX (=OH+HO2) ein NO2-Molek¨ul gebildet.
Im Falle eines organischen Peroxiradikals reagiert dieses im ersten Schritt ebenfalls mit NO unter der Bildung von NO2 und anschließend mit O2 um ein HO2-Radikal zu bilden.
RO2+N O −→ RO+N O2 (9.30)
RO+O2 −→ HO2+Karbonylverbindung (9.31) In jedem dieser Reaktionsdurchl¨aufe wird dabei netto ein NO2 gebildet, das ¨uber Chemilu-mineszenz nachgewiesen wird. Abh¨angig von der Zeit, die man diesem System zur Reaktion l¨asst, werden aus der anf¨anglichen [HO2+RO2] mehrere NO2-Molek¨ule gebildet. Unter ty-pischen Betriebsbedingungen betr¨agt der dabei erzielte Verst¨arkungsfaktor knapp 110. Aus einer atmosph¨arischen [HO2+RO2] von 10 ppt werden damit etwa 1 ppb NO2 gebildet. Diese hohe Verst¨arkung ist auch n¨otig, um ¨uberhaupt Peroxiradikale detektieren zu k¨onnen. Dies h¨angt damit zusammen, dass im Instrument auch atmosph¨arisches O3 mit dem NO reagiert und NO2 gebildet wird. Dies geht sogar so weit, dass eine atmosph¨arische [O3] von etwa 60 ppb komplett abreagiert und die selbe Konzentration an NO2 bildet. Zusammen ergibt sich somit eine [NO2] von 61 ppb, die vom Detektor gemessen wird. Der Beitrag atmosph¨ari-scher Peroxiradikale betr¨agt hierbei etwa 1.7%. Dieses Beispiel l¨asst bereits erahnen, welche Probleme bei diesem Instrument auftreten, wenn sich die atmosph¨arische [O3] schnell ¨andert.
Die Perca-Box, die w¨ahrend der Mt.Cimone Kampagne zum Einsatz kam, ist in der Abb.
9.20 dargestellt. Die Teflon-Einlassd¨use des Instruments befindet sich etwa 1.5 m ¨uber dem Terrassenboden und ist auf der Oberseite des Instruments zu erkennen. Um das Instrument vor eindringendem Regen zu sch¨utzen, ist die Einlassd¨use von einem art
”Dach“ verdeckt.
Links unten im Hintergrund des Bildes ist der Container zu sehen, in dem das ROX MAS-Instrument installiert ist. Wie bereits in Kap. 5.1 ausf¨uhrlich erl¨autert wurde, wurde f¨ur das ROXMAS ein Gebl¨aseeinlass verwendet, um Luftmassen außerhalb der Grenzschicht des Containers m¨oglichst ohne Radikalverluste in das Str¨omungsrohr des Instruments zu saugen.
Um dem Leser einen Eindruck ¨uber die Leistungsf¨ahigkeit der beiden Messmethoden PERCA-Box und ROXMAS geben zu k¨onnen, sind in der Tab. 9.3 einige zentrale Parameter wie z.B. die absolute Genauigkeit (accuracy) oder die Nachweisgrenze aufgelistet. Um die Daten beider Messinstrumente vergleichen zu k¨onnen wurde beim ROXMAS die Summe aus HO2+RO2 anhand der selektiven Messungen von HO2 und RO2 zusammengesetzt.
9.1. MESSUNGEN AUF DEM MT.CIMONE 185
Abbildung 9.20:PERCA-Box des MPI-Mainz auf der Terrasse der meteorologischen Station. Der in einem K¨uhlschrank installierte chemische Verst¨arker ist mit dem Einlasssystem (oben) und den aus der Station f¨uhrenden Gasleitungen zu sehen. Links unten im Hintergrund ist der MPI-K Container mit dem Einlass des ROXMAS zu erkennen.
Parameter PERCA-Box ROXMAS
(HO2+RO2) (HO2+RO2) (HO2) (RO2)
Absolute Genauigkeit 40-60% 30% 30% 30%
Nachweisgrenze [ppt] <7 (2) 0.5-1.4 (0.7) 0.4–1 (0.6) 0.6–1.4 (0.7) Rauschen bzw. Untergrund 8 ppt 1 ppt 1–1.6 (1) 1–2 (1.2)
Zeitaufl¨osung 1 Minute 73 s 73 s 73 s
”Duty cycle“ 50% 90% 90% 90%
Tabelle 9.3:Vergleich zentraler Parameter der PERCA-Box und des ROXMAS, das HO2 und RO2
getrennt misst. Die Werte f¨ur HO2+RO2 konnten aus der Addition beider Signale abge-leitet werden. Der
”Duty cycle“ bezeichnet den zeitlichen Anteil, in dem atmosph¨arische Messungen und keine Untergrundmessungen vorgenommen werden. In Klammern sind die typischen Werte dargestellt. Wird das ROXMAS im sogenanntenP
HO2+RO2-Modus betrieben, der nicht zwischen HO2 und RO2 unterscheiden kann und in dieser Arbeit nicht beschrieben wurde, so verbessert sich die Nachweisgrenze um etwa 1 Gr¨oßenord-nung [Han99].
In den Abbildungen 9.21–9.23 sind exemplarisch 3 Tagesg¨ange gemeinsamer Peroxiradikal-Messungen gezeigt, die nun in chronologischer Reihenfolge kurz diskutiert werden. In der Abb.
9.21 ist im oberen Bereich die von der PERCA-Box gemessene [HO2+RO2] als Dreiecke, und die des ROXMAS als Kreise dargestellt. Um einen Eindruck ¨uber den Grad der Bew¨olkung vermitteln zu k¨onnen, ist zus¨atzlich noch die OH-Produktionsrate als Quadrate aufgetragen.
An diesem Tag erreichte die [HO2+RO2]ROXM AS Maximalwerte im Bereich von etwa 40 ppt
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 00
Abbildung 9.21: Vergleich der gemessenen Peroxiradikalkonzentrationen ([HO2+RO2]) des ROXMAS und der PERCA-Box am 21.06.00 auf dem Mt.Cimone. Aufgetragen sind [HO2+RO2]ROXM AS (Kreise), [HO2+RO2]P ERCA−Box (Dreiecke) und die OH-Produktionsrate (Quadrate) aus der O3-Photolyse. Im unteren Abschnitt sind noch die [O3] und die relative Feuchte dargestellt.
und folgt dem Verlauf der Produktionsrate recht gut. Wie bereits in Kap. 9.1.4.2 erl¨autert wurde, ist bei der geringen [NO] an diesem Tag eine Korrelation von [HO2+RO2] mit der Wur-zel der Produktionsrate zu erwarten. Dies erkl¨art den unterschiedlichen Verlauf am fr¨uhen Vormittag und am sp¨aten Nachmittag. Die [HO2+RO2]P ERCA−Box erreichte an diesem Tag Maximal-Konzentrationen ebenfalls im Bereich von etwa 40 ppt. Allerdings zeigen sich in den 30 Minuten-Mittelwerten hin und wieder Einbr¨uche von etwa 10 ppt. Desweiteren wird auch der von der OH-Produktionsrate vorgegebene Tagesgang wesentlich schlechter
” getrof-fen“. Dies ¨außert sich besonders stark im Bereich von etwa 7–10 Uhr und von etwa 16–18 Uhr.
Wie bereits erw¨ahnt ist die O3-Korrektur bei der PERCA-Box aufgrund der stark fluktu-ierenden [O3] ein zentraler Punkt. Durch den abwechselnden Betrieb zwischen dem normalen atmosph¨arischen Messmodus und dem Untergrundmessmodus wurde das aus der Reaktion mit O3 entstehende NO2 gemessen und vom gesamten Messignal, das auch das aus der Reak-tion der Peroxiradikale gebildete NO2 einschließt, abgezogen. Betrachet man nun 5-Minuten Mittelwerte oder gar 1-Minuten-Einzelwerte, so unterliegen diese aufgrund der relativ starken Fluktuation der [O3] auf dieser Zeitskala wesentlich st¨arker ausgepr¨agten Schwankungen (hier nicht gezeigt). Aber rein statistisch betrachtet sollten sich diese Effekte bei einer Mittelung uber eine halbe Stunde weitgehend kompensieren.¨
9.1. MESSUNGEN AUF DEM MT.CIMONE 187
Wie bereits in Kap. 7.2.2.2 angesprochen, weist die PERCA-Box eine starke Wasserabh¨ang-igkeit auf. Im Fall der hier vorgestellten PERCA-Box nimmt der Verst¨arkungsfaktor bei einer relativen Feuchte von 90% um etwa 75% ab [Kl¨u02]. In der Auswertung der Daten wurde versucht diesen Effekt anhand der gemessenen [H2O] weitgehend zu korrigieren [Kl¨u02]. Er-schwert wird diese Korrektur zum einen durch die sehr hohen H2O-Konzentrationen, die w¨ahrend fast der gesamten Kampagne vorherrschten, und zum anderen durch deren zeitlich schnelle Fluktuationen.
Betrachtet man nun die Abb. 9.21 etwas genauer, so sind einige Strukturen in der von der PERCA-Box gemessenen Peroxiradikalkonzentration [HO2+RO2]P ERCA−Box zu erken-nen, die man zumindest zum Teil auch in der [O3] und/oder der relativen Feuchte wieder-finden kann, wie z.B. in den folgenden Zeitabschnitten bzw. Zeitpunkten: 8:00-9:30; 12:00;
16:00-18:00 und 20:00.
Abbildung 9.22:Vergleich der gemessenen [HO2+RO2] des ROXMAS und der PERCA-Box am 23.06.00. Dargestellt sind [HO2+RO2]ROXM AS (Kreise), [HO2+RO2]P ERCA−Box
(Dreiecke) und die OH-Produktionsrate (Quadrate).
An einem anderen Tag, dem 23.06.00 (Abb. 9.22), ist zu erkennen, dass von beiden Instru-menten eine mittlere Maximalkonzentration von etwa 25 ppt gemessen wurde. An diesem Tag ist eine ausgesprochen gute ¨Ubereinstimmung sowohl der gemessenen Konzentrationen beider Instrumente als auch mit der OH-Produktionsrate zu erkennen. W¨ahrend sich in den Daten des ROXMAS anscheinend auch die zeitlich kurze Struktur in der Produktionsrate gegen 13:30 wiederspiegelt, sind in der [HO2+RO2]P ERCA−Box, ¨ahnlich wie am vorher diskutierten Messtag, Schwankungen von etwa 10 ppt um den
”gedachten Mittelwert“ herum zu erkennen.
Nachts bzw. auch in den fr¨uhen Morgenstunden ist bis etwa 6 Uhr in der [HO2+RO2]ROXM AS
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 00
Abbildung 9.23: Vergleich der gemessenen [HO2+RO2] des ROXMAS und der PERCA-Box am 26.06.00. Dargestellt sind [HO2+RO2]ROXM AS (Kreise), [HO2+RO2]P ERCA−Box
(Dreiecke) und die OH-Produktionsrate (Quadrate).
ein leichter Abfall zu erkennen, bevor die Photochemie einsetzt, die von beiden Instrumen-ten ungef¨ahr zum gleichen Zeitpunkt durch einen Anstieg der jeweiligen Konzentrationen detektiert wird. Die [HO2+RO2]P ERCA−Box unterliegt dagegen bis etwa 6 Uhr deutlichen Schwankungen im Bereich von etwa 0–3 ppt. Ohne weitere Zusatzdaten, die z.B. Messungen des NO3-Radikals beinhalten k¨onnten, kann an dieser Stelle lediglich spekuliert werden, wel-ches Instrument sich der
”realen“ [HO2+RO2]
”besser n¨ahert“. Allerdings ist zu vermuten, dass die [HO2+RO2] in diesem Zeitbereich eher nur kleine Schwankungen aufweist, wie dies auch die Kontinuit¨at der gemessenen Zusatzdaten wie z.B. CO, NO, NO2, RH, Wind, SO2 etc. nahelegt (siehe Abb. C.8 im Anhang auf der Seite 235). Lediglich die [O3] unterliegt deutlichen ¨Anderungen, die allerdings auf einer Zeitskala von mehreren Stunden stattfinden.
Als letztes Beispiel des Vergleichs beider Instrumente sind in der Abb. 9.23 die am 26.06.00 gemessenen Konzentrationen aufgetragen. Gerade nachts messen beide Instrumente ¨ahnliche Konzentrationen. Das Einsetzten der Photochemie wird ebenfalls zeitgleich gegen etwa 7 Uhr detektiert. Ab diesem Zeitpunkt unterscheiden sich die gemessenen Konzentrationen aber zum Teil erheblich. Die von der PERCA-Box gemessenen Konzentrationen liegen grob 50% ober-halb der vom ROXMAS gemessenen Konzentrationen. Jedoch wird von beiden Instrumenten der relative Verlauf der Produktionsrate recht gut wiedergegeben. Allerdings sind auch hier kleinere Strukturen der Produktionsrate, wie die kurz vor 16 Uhr, in der [HO2+RO2]ROXM AS mit einer plausiblen Skalierung zu sehen, w¨ahrend die [HO2+RO2]P ERCA−Box diese Struktur erheblich gr¨oßer skaliert.
9.1. MESSUNGEN AUF DEM MT.CIMONE 189
[HO2+RO2] ROxMAS (ppt)
0 10 20 30 40 50
[HO 2+RO2] PERCA-Box (ppt)
0
[H O
2+R O
2] PE RC A -B ox (pp t)
0
Abbildung 9.24:Korrelationsdarstellung der gemessenen [HO2+RO2] der PERCA-Box und des ROXMAS in einer relativ
”sauberen“ Episode (21.23.06.00), die sich u.a. durch nied-rige NO-Konzentrationen (<50 ppt) auszeichnet. Die Regressionsgerade bezieht sich auf die Daten der 3 Tage. Gestrichelt eingezeichnet ist die Winkelhalbierende.
Eine Korrelationsdarstellung der Konzentrationen beider Instrumente ist in der Abb.9.24 f¨ur die 3 Tage vom 21.–23.06. zu sehen. Bei einem r2 von 0.84 ist eine gute ¨ Ubereinstim-mung mit einer ¨uber die 3 Tage gemittelten Steigung von 1.06 ersichtlich. Das bedeutet, dass trotz der zum Teil starken Fluktuationen in der [HO2+RO2]P ERCA−Box sich die gemessenen Konzentrationen beider Instrumente recht gut vergleichen lassen. ¨Ahnliches wurde auch beim Vergleich der PERCA-Box mit der MIESR-Technick ([Mih85, Mih93]) beobachtet [VT02a].
Zusammenfassend kann nun folgendes festgestellt werden:
• Insbesondere in relativ
”sauberen“ Luftmassen (19.–23.06.), die sich u.a. durch klei-ne NO-Konzentratioklei-nen auszeichklei-nen, konnte eiklei-ne gute Korrelation (r2= 0.84; Stei-gung = 1.06) der Konzentrationen beider Instrumente beobachtet werden. Allerdings ist die Qualit¨at der ¨Ubereinstimmung der gemessenen Konzentrationen von zum Teil deutlichen Fluktuationen des Signals der PERCA-Box verschlechtert.
• Außerhalb dieses Zeitraums ¨ahneln sich zwar die relativen Verl¨aufe beider Konzentratio-nen, doch unterscheiden sie sich in der absoluten Gr¨oße zum Teil um Faktoren zwischen 0.6–1.8.
• Nachts unterscheiden sich die gemessenen Konzentrationen meistens erheblich. Dies h¨angt u.a. mit der
”schlechteren“ Nachweisgrenze der PERCA-Box zusammen, die ins-besondere bei hohen Feuchten bei bis zu etwa 8 ppt liegt.
Als m¨ogliche Gr¨unde f¨ur diese Unterschiede werden die folgenden Ursachen bei der PERCA-Box vermutet:
• Eine nicht vollst¨andige O3-Korrektur, die wie bereits oben erl¨autert, zu erheblichen Fluktuationen der [HO2+RO2] f¨uhren kann.
• Aufgrund der hohen und schwankenden relativen Feuchte und den damit verbundenen Anderungen des Verst¨arkungsfaktors (siehe oben), unterliegt die Messung der atmo-¨ sph¨arischen Peroxiradikale einer weiteren Unsicherheit, die sich ebenfallls in zum Teil starken Fluktuationen ¨außern kann.
• Verluste der zu messenden Radikale durch Wandkontakt am Geb¨aude, den Aufbau-ten sowie insbesondere am Einlass des Instruments, der durch ein dar¨uber montiertes
”Dach“ eine erhebliche Oberfl¨ache f¨ur Radikalwandverluste darstellt (siehe oben).
• Eine weitere Unsicherheit besteht darin, dass die Konversionseffizienz der Peroxiradi-kale in der Berechnung der Konzentrationen nicht ber¨ucksichtigt wurde, d.h. es wurde RO2 exakt wie HO2 in der Auswertung der Daten behandelt. Geht man nun davon aus, dass am Messort das Methylperoxiradikal das dominante organische Peroxiradikal ist, so sollte die PERCA-Box diesen Anteil mit etwas untersch¨atzen, da die Konversionsef-fiziens dieses Radikals in der PERCA-Box etwa 90% betr¨agt [Kl¨u02].
• Desweiteren k¨onnte die Querempfindlichkeit gegen¨uber PAN, die beim ROXMAS weit-gehend ausgeschlossen wurde, zu weiteren Unsicherheiten f¨uhren.
9.1.4.7 M¨oglicher Einfluss von Mineralstaub auf Peroxiradikale
Bereits in Kap. 9.1.2 wurde kurz die Rolle von Mineralstaub auf die Chemie der Troposph¨are angesprochen. Allerdings sind die Mechanismen, Prozesse und Auswirkungen dieser Wechsel-wirkungen noch weitgehend unverstanden. Einen Beitrag zur Untersuchung dieser Ph¨anomene soll das oben erw¨ahnte Projekt MINATROC durch Labor- und Feldmessungen sowie durch Modellierungen liefern.
Allerdings ist es nicht das Ziel dieser Arbeit, diese Prozesse n¨aher zu untersuchen und zu erl¨autern. An dieser Stelle wird daher nur eine knappe Einf¨uhrung in die Thematik gegeben, die zu einem heterogenen Verlust von den in dieser Arbeit diskutierten Peroxiradikalen f¨uhren k¨onnte.
In den letzten Jahrzehnten hat der Einfluss von Mineralstaub auf die Chemie der Tro-posph¨are erheblich an Beachtung gewonnen. Dies h¨angt damit zusammen, dass er durch Absorption und Streuung von Licht eine wichtige Rolle im globalen Strahlungshaushalt spielt und eine zus¨atzliche Oberfl¨ache f¨ur atmosph¨arische Gas-zu-Partikel-Konversionen bie-tet [Den96, Pha00]. So werden bei einem Staubsturm große Mengen an Staub in die At-mosph¨are transportiert. Dies f¨uhrt z.B zu einer Erh¨ohung der Reaktionsoberfl¨ache um etwa 1-2 Gr¨oßenordnungen [Pha00]. Werden diese zun¨achst noch relativ trockenen Partikel ¨uber verschmutze Umgebungen transportiert, wird ihre Oberfl¨ache durch Absorption von Gasen wie z.B. SO2 und NOX ver¨andert [Par95]. Dies f¨uhrt zur Bildung einer Sulfat- bzw. Nitrat-H¨ulle um den Partikelkern, und die vorher eher hydrophoben Partikel werden zunehmend hydrophil. Damit werden sie in die Lage versetzt, Wasser aufzunehmen. ¨Ahnliche Effekte wurden z.B. auch bei Rußpartikeln im Labor bei z.B. [Rog97] beschrieben.
Vereinfacht ausgedr¨uckt kann man sich nun Gas-zu-Partikel-Konversion so vorstellen, dass