Transcript SchuelerlaborUP - Physikalisches Institut Heidelberg

Schülerlabor: Spektroskopie und Umweltphysik der Atmosphäre
Der Strahlungshaushalt der Erde, der das globale Klima bestimmt, ist
dominiert von
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Der Sonneneinstrahlung und Absorbtion auf der Erdoberfläche
Der Wärmeabstrahlung der Erdoberfläche
Der Atmosphäre, die durch Absorption und Emission von
Wärmestrahlung die mittlere Oberflächentemperatur der Erde im
Strahlungsgleichgewicht von –15oCauf komfortable 20 oC anhebt
(natürlicher Treibhauseffekt).
Die experimentellen Methoden, mit denen der Strahlungshaushalt der Erde
Untersucht werden, basieren hauptsächlich auf Strahlungsmessungen und
spektroskopischenMessungen der Atmosphäre vom Erdboden oder von
Satelliten aus.
IR
Fenster
Optisches
Fenster
H2 O
CO2
4.3 μm
15 μm
• Das Schülerlabor soll den Schülern erlauben, durch eigene Experimente zur
Strahlung, Emission und Absorption im sichtbaren und Inrarotbereich die
wichtigsten physikalischen Grundlagen zum Strahlungshaushalt der Erde zu
verifizieren und zu verstehen.
• Ebenso lernen sie, wie kurzlebige Spurengase wie z.B. NO2, O3, die zur
Luftverschmutzung und zum Strahlungshaushalt beitragen, gemessen werden
können.
• Natürlich lernen sie damit auch Grundlagen der Strahlungsmessung und der
Spektroskopie kennen, die vielfaltige Anwendungen in Naturwissenschaften und
Technik haben
3 Versuchsgruppen:
1. Einstrahlung der Sonne im sichtbaren Bereich (existiert)
- Messung mit USB Spektrometer
Sonnenspektrum, Fraunhoferlinien, Absorption in Sonnen- und Erdatmosphäre
-ev. Messung von Absorption und Fluoreszenz im Natriumdampf
Spielwiese: Spektren von Lampen, Handys,….
Flammenspektroskopie
2. Messung zur Infrarotwärmestrahlung und Effekt von CO2  S. Eitel
Spielwiese: Wärmebildkamera
viele Ideen ausprobiert….
3. Messung von Spurengasen in der Atmosphäre mit optischen Methoden (DOAS)
z.B. Ozon, NO2, NO,….
Spezialität der Gruppe von Herrn Platt
Geräte sind beschafft, es wird noch ein Student gesucht für Staatsexamens-/BachelorArbeit
Konzentration von Stickoxiden in der Troposphäre
DOAS Messungen mit dem Satelliten Envisat
Auch: Emissionen aus Kraftwerken
Ozonkonzentration in Städten
Vulkanüberwachung (SO2)