1. Einführung

Die Einteilung der Atmosphäre erfolgt auf Basis des Temperaturprofils und zeigt Regionen mit unterschiedlichen Durchmischungen.

• 8 - 18 km hoch

• Temperatur nimmt mit Höhe ab

• Weiter unterteilt in planetare Grenzschicht & freie Troposphäre

• Temperatur nimmt zu mit Höhe

• Erwärmung durch die Absorption der UV-Strahlung (verbunden mit der Bildung und dem Auftreten der Ozonschicht)

Toposphäre und Stratosphäre

• CO2: Kohlenstoffdioxid

• CH4: Methan

• H2: Wasserstoff

• N2O: Distickstoffmonoxid

• H2O: Wasser

• CO: Kohlenstoffmonoxid

• O3: Ozon

• NH3: Ammoniak

• NO, NO2: Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid

• SO2: Schwefeldioxid

Abgabe von Luftschadstoffen aus einer Quelle an die Umwelt.

• Transport von Luftschadstoffen in der Atmossphäre.

• Dabei können chemische und physikalische Umwandlungen stattfinden und es kommt zu einer Verdünnung der Schadstoffkonzentration.

Luftschadstoffe die auch Schutzgüter (Mensch, Tier, Pflanzen, Kulturgüter, Sachgüter) einwirken.

Feste oder flüssige Teichlichen (Tröpfchen), die in der Luft suspendieren.

Total suspended particles

Particulate Matter < 10μm (analog PM2.5, PM1)

Ultra Fine Particles < 100 nm

• Masse pro Volumen

• Cmass = [µg/m³]

• Stoffmenge pro Volumen

• Cmolar= [µmol/m³]

• Anzahl einzelner Teilchen pro Volumen

• Cnumber = [cm-3]

• p*V = n*R*T

• p= Druck, T= Temperatur, R= molare Gaskonstante: 8.314 J/mol K, V= Luftvolumen, n= Stoffmenge

• V2 = V1*T2/T1*P1/P2

• Bei Angabe von Konzentrationswerten sind Temperatur und Druck anzugeben

• Normalbedingungen 273K (0°C) und 1013,25 mbar

• Gesetz nach Avogadro: Aus der idealen Gasgleichung ergibt sich das molare Volumen (Vm) eines idealen Gases: Vm = 1*R*T/p

Beschreibt die Menge einer Substanz in einem definierten Volumen im Verhältnis zur gesamten Menge aller Substanzen in diesem Volumen. (1-dimensionale Größe)

• Zur Angabe von Luftinhaltsstoffen werden volumenbasierte Mischungsverhältnisse herangezogen

• Volumenbasierendes Mischungsverhältnis von x = molare Konzentration von x / totale molare Konzentration der Luftprobe

• Mischungsverhältnis hängt nicht von Lufttemperatur & Druck ab

• Luftchemie häufig ppbv —> vereinfacht zu ppb (parts per billion)

• Anzahl der Moleküle in einer Säule oberhalb einer definierten Fläche (zumeist 1cm2).

• daraus ergibt sich die Einheit Moleküle*cm^-2

• DU - Dobson Units:

  Das Volumen der in der gesamten Säule enthaltenen Ozonmenge bei Normalbedungungen wird berechnet und auf die Fläche bezogen.

• Daraus folgt die gedachte Höhe einer reinen Ozonschicht am Boden.

• Eine Höhe von 1 mm = 100 DU

CO2 (Ar,N2)

N2 (AR, O2)

CO2 (Ar, N2)

Volumenbasiertes Mischungsverhältnis von i = Cmolar,i durch Cmolar, total

ξ,i = Cmass,i/Mi * RT/p

• T und p müssen der Angabe der Konzentrationsmessung entsprechen.

• Temperatur als K und Druck in Pa verlangen die molare Gaskonstante in Nm/molK

• t = Q/P

• t = Q/R

• t = Lebenszeit, Q = Menge einer Komponente in der Atmosphäre, P = Emissionsfluss, R = Senken (Fluss)