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WWK (Fach) / WWK 1 (2) (Lektion)

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• Luftmessstationen in BW 4 Hintergrundmesstationen, 2 Verkehrsmesstationen, viele städtische Luftmesstationen
• Gase in der Atmosphäre (Einheiten) - Volumen-Prozent (Vol.%)- Gewichts-Prozent (Gew.%)- Volumenmischungsverhältnis- ppm(v): 1 ppm(v) = 1 Teil Gas in 1 Million Teile Luft (10^-6)- ppb(v): 1 ppb(v) = 1 Teil Gas in 1 Milliarde Teile Luft (10^-9)- Massenkonzentration (mg/m3 oder μg/m3)
• allgemeine Gaskonstante (R) 8.314 J / mol * K
• Umrechnungsbeispiele des Volumenmischungsverhältnisses (in ppb(v)) in Massenkonzentrationen (in μg/m3) bei den Ta = 20 °C und p = 1013 hPa Immissionskomponente → UmrechnungSO2 1 ppb(v) = 2.7 μgram/m3CO 1 ppb(v) = 1.2 μg/m3NO 1 ppb(v) = 1.3 μg/m3NO2 1 ppb(v) = 1.9 μg/m3O3 1 ppb(v) = 2.0 μg/m3PAN 1 ppb(v) = 5.1 μg/m3
• Atmosphäre als ideales Gas → Gasgesetze aus der Physik sind anwendbar z.B. allgemeine Gasgleichung für trockene Luftp = ρL · RL · TaρL: Luftdichte (1.29 kg/m3 bei p = 1013.3 hPa und Ta = 0 °C)RL: Gaskonstante für trockene Luft (287 J kg-1 K-1)Ta: Lufttemperatur (in K) aus der allgemeinen Gasgleichung folgt: das Gewicht einer Luftmasse über der Bezugsflächehängt ab: von der Luftmenge, von ihren Zustandsgrößen
• Vertikalgliederung der Atmosphäre Atmosphärische Grenzschicht, Troposphäre, Tropopause, Stratosphäre (Ozon-Action!), Stratopause, Mesosphäre, Mesopause, Thermosphäre
• Vertikalprofile von Luftdruck und Luftdichte mit steigender Höhe nimmt die Luftdichte ab, 99,9% der Atmosphäre liegen unter einer Höhe von 48 km, wo ein Druck von 1 mb herrscht. 50% liegen unter 5,5 km und 500 mb
• Atmosphärische Grenzschicht (atmospheric boundary layer oder planetary boundary layer) → unterer Bereich der Atmosphäre wird beeinflusst durch die darunter liegende Erdoberfläche auf Zeitskalen von einigen Minuten bis hin zu einigen Stunden - steht in direkter Wechselwirkung mit Atmosphäre (Austausch von Impuls, Energie (Strahlung, fühlbare Wärme, latente Wärme, …), Materie (z.B. CO2, …)). - Vertikale Mächtigkeit variiert je nach geographischen und klimatischen Bedingungen zwischen einigen Dekametern und einigen Kilometern typische PBL Höhen am Tag (Mitteleuropa)- im Winter: wenige Deka- oder Hektometer- im Sommer: bis zu zwei oder drei Kilometer - mittlere vertikale Erstreckung der PBL: ≈ 1000 m (tagsüber höher, nachts niedriger)
• Schichtung der atmosphärischen Grenzschicht laminare Bodenschicht (molekular, bis 0,01-0,1 m)Bestandesschicht (bis 10 m)Prandtl-Schicht (geteilt in Rauhigkeitsschicht und Trägheitsschicht) 10-100 mEkman-Schickt 100-1000 mfreie Atmosphäre ab 1000 m
• Kausalkette der Luftverunreinigung - Emission geht aus von -> Schadstoffquellen (z.B. Kfz-Verkehr und dessen Eigenschaften [Dichte, PKW/LKW-Verhältnis]) - Transmission (Verbreitung) wird beeinflusst von Ausbreitung, Verdünnung und chemischer Umwandlung, die wiederum beeinflusst werden von meteorologischen Eingenschaften- Ausbreitung & Verdünnung beeinflusst von: Windgeschw., Windrichtung, Luftmassenzustand, Turbulenz, thermischer Schichtung, Mischungsschichthöhe, Niederschlag- chemische Umwandlung beeinflusst von: kurzwelliger Strahlung, Lufttemp., Luftfeuchte - Konzentration verschiedener Luftkomponenten hat Einfluss auf Immission (Eintrag) - Deposition erfolgt trocken, nass oder feucht

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