Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurde ein neues Konzept vorgestellt, die Wechselwirkung von Gasmolekülen mit atmosphärisch relevanten Oberflächen zu beschreiben. Dabei wurde, ausgehend von den auftretenden Flüssen unmittelbar an der Grenzfläche, eine Formel für den stationären (Netto-) Aufnahmekoeffizienten g hergeleitet, die nur auf elementaren Parametern des eigentlichen Übergangsprozesses beruht, ohne dass Einschränkungen gemacht werden müssen. Sie setzt g in Verbindung zum Massenakkomodationskoeffizienten a: Hierbei beschreiben die auftretenden Prozesskonstanten die jeweiligen Vorgänge, die von Fundamentalkoeffizienten wie Gaslöslichkeit, Diffusion oder Reaktionsgeschwindigkeiten an bestimmten Stellen des Partikels (Oberfläche oder Volumen) abhängen. Die Werte für die einzelnen Prozesskonstanten wurden durch Simulation der gemessenen Werte erhalten. In der Entwicklung des Modells wurde erstmalig eine allgemeine Herleitung für die Ortsabhängigkeit der Konzentration im Partikel gegeben. Zunächst wurde die Literatur der Aufnahmeexperimente atmosphärisch relevanter Spezies mit unterschiedlichen Oberflächen gesammelt, gesichtet und anhand ihrer Bedingungen eingeordnet. Dies führte zu einer umfangreichen Datensammlung, deren Ergebnisse einer Analyse unterzogen wurden. Dabei wurden bekannte Parameter wie Löslichkeit oder Diffusionskonstante in die Gleichung eingesetzt und die verbleibenden unbekannten Größen durch „trial and error“-Verfahren bis zur Übereinstimmung von modellierten und experimentellen Aufnahmekoeffizienten angepasst, so dass sich ein vollständiger Datensatz zur Ermittlung von Aufnahmekoeffizienten für verschiedene Substanz/ Substratkombinationen ergab. Die Qualität der Übereinstimmung zwischen gemessenen und parametrisierten Werten des Aufnahmekoeffizienten wurde jeweils grafisch dokumentiert.