Methoden

EFEU kombinierte experimentelle und numerische Forschung, wobei das Fachwissen von acht verschiedenen Forschungsgruppen genutzt wurde. Der experimentelle Teil diente der Erweiterung der Datenbank über Emissionen aus der Verbrennung von Biomasse mit besonderem Schwerpunkt auf einer Reihe von Eingabeparametern, die von den im EFEU-Projekt verwendeten numerischen Modellen benötigt werden. In den Jahren 2002 und 2003 wurden drei Serien von Laborexperimenten mit verschiedenen Arten typischer Biomassebrennstoffe durchgeführt, die von mitteleuropäischen bis zu tropischen Brennstoffen reichten. Während dieser Experimente wurden physikalische, optische und chemische Partikelparameter sowie CO, CO2 und NO charakterisiert.

Zu den Messparametern gehörten:

• optische Absorptions- und Streuungskoeffizienten von Aerosolpartikeln

• Gesamtpartikelkonzentration und Anzahlgrößenverteilung

• morphologische Charakterisierung durch Einzelpartikelanalyse

• größenaufgelöste chemische Charakterisierung der Partikel

• hygroskopische Wachstumsfaktoren der Partikel und CCN/CN-Verhältnisse

Zur Untersuchung der komplexen Auswirkungen von Emissionen aus der Biomasseverbrennung auf die Atmosphäre wurde eine hierarchisch strukturierte Reihe von ursprünglich unabhängigen numerischen Modellen eingesetzt. Die verschiedenen Modellkomponenten ergänzen sich gegenseitig und behandeln unterschiedliche Aspekte dieses Themas auf einer Reihe von räumlichen und zeitlichen Skalen. In Verbindung mit den Eingangsdaten aus den Laborexperimenten ermöglicht dieser integrierte Ansatz eine umfassendere Sicht auf die physikalischen, chemischen und dynamischen Aspekte von Biomasse-Verbrennungsfahnen. Die Modellhierarchie erleichtert den nahtlosen Übergang von Modellen auf der Mikroebene zu Modellen auf regionaler Ebene und deckt die zeitliche Skala von wenigen Minuten bis zu Monaten und Jahren ab.

Abbildungen 3, 4: Laborofenanlagen am MPI Mainz.