Atmospheric Reactive Nitrogen Chemistry via Cavity Ringdown Spectroscopy - From short-lived compounds to reservoir species

Die vorliegende Arbeit untersucht die Einflüsse wichtiger Vertreter der Stickoxide (NOy) auf die atmosphärische Chemie. Der Fokus der Arbeit lag sowohl auf den Nitratradikalen(NO3), die zu den wichtigsten Oxidantien in der nächtlichen Troposphäre zählen, als auch auf den langlebigeren organischen Nitraten (RONO2+ RO2NO2). Besonderes Interesse galt dabei den Alkylnitraten (RONO2). Für die Messung der organischen Nitrate wurde im Verlauf dieser Arbeit ein neues Cavity Ringdown Spektrometer (CRDS) entwickelt. Die Detektion von NO3 erfolgte mittels eines etablierten CRDS. NO3-Messungen, die 2008 im Rahmen der DOMINO-Kampagne in Südspanien durchgeführt wurden, zeigten eine hohe Variabilität der NO3-Konzentration und -Lebens- zeit, die stark vom Luftmassenursprung beeinflusst wurden. Vergleiche von bodennahen mit vertikalausgedehnten NO3-Messungen belegten einen Anstieg der NO3-Konzentration mit der Höhe. Bodennahe NO3-Messungen dürften demnach die mittlere NO3-Menge in der nächtlichen Grenzschicht unterschätzen. Im Gegensatz zu den kurzlebigeren Nitratradikalen besitzen organische Nitrate in der Regel Lebenszeiten von mehreren Tagen bis Monaten. Daher spielen sie eine große Rolle beim Transport von NOx zu abgelegenen Regionen der Erde. Die ersten Messungen von Alkylnitraten mit dem neuen CRDS wurden 2011 während der PARADE-Kampagne auf dem Kl. Feldberg durchgeführt. Es zeigte sich, dass der Anteil der Alkylnitrate an NOy bei etwa 8-10%, sowie an NOz bei etwa 22%, lag. Für die RONO2-Ausbeute aus der OH-initiierten atmosphärischen Oxidation verschiedener VOCs wurde ein Wert von etwa 3-4% bestimmt