Stationary in-situ measurements of aerosols, gaseous pollutants and meteorology : chemical and physical characterization of natural and anthropogenic sources

Natural and anthropogenic emissions of gaseous and particulate matter affect the chemical composition of the atmosphere, impact visibility, air quality, clouds and climate. Concerning climate, a comprehensive characterization of the emergence, composition and transformation of aerosol particles is relevant as their influence on the radiation budget is still rarely understood. Regarding air quality and therefore human health, the formation of atmospheric aerosol particles is of particular importance as freshly formed, small particles penetrate into the human alveolar region and can deposit. Additionally, due to the long residence times of aerosol particles in the atmosphere it is crucial to examine their chemical and physical characteristics.This cumulative dissertation deals with stationary measurements of particles, trace gases and meteorological parameters during the DOMINO (Diel Oxidant Mechanism In relation to Nitrogen Oxide) campaign at the southwest coast of Spain in November/December 2008 and the ship emission campaign on the banks of the Elbe in Freiburg/Elbe in April 2011. Measurements were performed using the Mobile research Laboratory “MoLa” which is equipped with state-of-the-art aerosol particle and trace gas instruments as well as a meteorological station.

Natürliche und anthropogene Emissionen von Gasen und Partikeln beeinflussen die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre und wirken sich auf die Sichtverhältnisse, die Luftqualität und das Klima aus. Bezüglich des Klimas ist eine umfassende Charakterisierung der Entstehung, Zusammensetzung und Umwandlung von Aerosolpartikeln relevant da deren Einfluss auf den Strahlungsantrieb mit sehr großen Unsicherheiten verbunden ist. Besondere Bedeutung im Hinblick auf die Gesundheit spielt die Bildung von atmosphärischen Aerosolpartikeln da vor allem frisch gebildete, kleine Partikel in die Alveolen gelangen und sich absetzen können. Auch aufgrund ihrer langen Aufenthaltsdauer in der Atmosphäre ist es wichtig chemische und physikalische Aerosolpartikeleigenschaften zu untersuchen. Diese kumulative Dissertation konzentriert sich auf die stationären Untersuchungen von Partikeln, Spurengasen und meteorologischen Parametern während der DOMINO (Diel Oxidant Mechanism In relation to Nitrogen Oxide) Kampagne an der südwest-atlantischen Küste von Spanien im November/Dezember 2008 sowie der Schiffsemissionsmesskampagne am Elbeufer in Freiburg im April 2011. Die Messungen wurden mit einem Mobilen Aerosolforschungs-Labor „MoLa“, das mit modernsten Aerosolpartikel- und Spurengas-Instrumenten und einer meteorologischen Station ausgestattet ist, durchgeführt.