Atmosphärenchemie

Atmosphärenchemische Prozesse sind von großer Bedeutung für das Leben auf der Erde, da die Luft- und Lebensqualität entscheidend durch sie beeinflusst werden. So sind z.B. lichtinduzierte chemische Reaktionen für die Bildung von Photooxidantien wie dem Ozon im sogenannten "Sommersmog" verantwortlich. Bei diesen lichtinduzierten Reaktionen werden sogenannte "Radikale" gebildet, welche Schadstoffe in der Atmosphäre abbauen. Das hierbei als am bedeutendsten einzustufende OH-Radikal wird somit auch als "Waschmittel" der Atmosphäre bezeichnet. Auf Grund der großen Bedeutung der OH-Radikale, ist daher ein Schwerpunkt in der Physikalischen Chemie (PC) in Wuppertal die Identifizierung und Quantifizierung von neuen OH-Radikalquellen. Weitere Beispiele für wichtige atmosphärenchemische Prozesse sind das sogenannte "Ozonloch" sowie der "saure Regen", welche durch heterogene chemische Prozesse verursacht werden.

Wichtige Instrumente der Atmosphärenchemie in Wuppertal sind Laborstudien, Feldmessungen, Emissions­messungen, Methodenentwicklung und Modellierungen sowie deren Verknüpfungen. In Laborstudien werden atmosphärenrelevante Reaktionen bei kontrollierten Bedingungen untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Feldmessungen und Modellierungen. In den Feldmessungen wiederum versucht man, komplexe Prozesse zu verfolgen und diese dann mit Hilfe der Modellierungen zu beschreiben. Gelingt dies, so ermöglichen die Modelle eine gewisse Vorhersage von zukünftigen Bedingungen in der Atmosphäre und es können auf Grund der gewonnenen Erkenntnisse Empfehlungen z.B. für Emissionsreduktionen ausgesprochen werden, die man dann mit Hilfe von Emissionsmessungen überprüfen kann. Für die Messungen im Labor und im Feld werden dann weiterhin empfindliche Messgeräte benötigt, die teilweise selbst in der PC entwickelt werden (s. Methodenentwicklung). Wichtig hierbei ist die enge Verzahnung dieser Instrumente, da z.B. die Entwicklung neuer, empfindlicher Messgeräte zu unerwarteten Beobachtungen in Feldmessungen führen können und diese dann neue Labor- und Modellstudien initiieren. Ein Beispiel für die erfolgreiche Verknüpfung der oben genannten Instrumente ist das sogenannte "Ozonloch", was zunächst unerwartet in Feldmessungen beobachtet wurde, die Entdeckung neuer Reaktionen im Labor initiierte und schließlich nach erfolgreicher Modellierung der Prozesse zur Emissionsreduktion von hieran beteiligten Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen führte.

An der Bergischen Universität Wuppertal findet man eine in Nordrhein-Westfahlen einmalige Konstellation an Forschungsfeldern mit Bezug zur Atmosphäre: Zum einen in der Fachgruppe Chemie die AG Atmosphären-Chemie, die am Lehrstuhl für Physikalische und Theoretische Chemie betrieben wird, zum anderen den Lehrstuhl Atmosphären-Physik der Fachgruppe Physik. Aus der Kooperation beider Lehrstühle ergibt sich das fächerübergreifende Gebiet Atmosphärenforschung. Hier werden insbesondere interdisziplinäre Aktivitäten koordiniert und vorangetrieben.

Die Atmosphärenforschung ist zudem auch noch Teil des Umweltforums der Bergischen Universität, bei dem neben Atmosphärenfragen auch noch andere Umweltaspekte wie z.B. Boden, Wasser, Verkehr, Sicherheit, Ökonomie, etc. betrachtet werden.

Weiterhin wurde vor kurzem von der Bergischen Universität Wuppertal zusammen mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie, dem Forschungszentrum Jülich und dem Rheinischen Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln der Forschungsverbund „The Reacting Atmosphere - Understanding and Management for Future Generations“ ins Leben gerufen, der wesentliche Aktivitäten in NRW auf diesem Gebiet zusammenführen soll.

Darüber hinaus gibt es in der Fachgruppe Chemie den Forschungsschwerpunkt Molekulare Umweltchemie; dieser findet sich auch im Wahlpflichtbereich des Studiengangs Master of Science (Chemie) als Schwerpunkt wieder. Hier partizipiert eine ganze Reihe von Lehrstühlen aus der Fachgruppe Chemie und Biologie:

 

  • Analytische Chemie (Nachweis von Spurenstoffen in Luft und Wasser, Wasserchemie)
  • Anorganische Chemie (Chemie der Halogenoxide)
  • Physikalische Chemie (Labor-  und Feldmessungen zur Chemie der Atmosphäre)
  • Theoretische Chemie (Berechnung von kritischen molekularen Strukturen)
  • Mikrobiologie (Biologischer Abbau von Spurenstoffen)

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Bergische Universität Wuppertal
Fachbereich C
Physikalische Chemie


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