\documentclass[11pt,a4paper]{article}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{ngerman}
\usepackage{textcomp}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{graphics}
\usepackage{textcomp}
\usepackage{color}               % farbe

\usepackage[hdivide={3cm,*,3cm},vdivide={3cm,*,3cm}]{geometry}

\newcommand{\abs}[1]{\lvert#1\rvert}

\usepackage[pdftex]{hyperref,graphicx,color} % pdflinks
\pdfoutput=1

\hypersetup
{%
pdftitle = {Atmoshärenchemie, Übung 7},%
pdfsubject = {Atmosphärenchemie, Umweltnaturwissenschaften 5. Semester},%
pdfauthor = {Thomas Kuster (5. Semester, D-UWIS)},%
pdfkeywords = {Atmosphärenchemie, Übung},%
colorlinks = {true},%
linkcolor = {blue}
}

\setlength{\parindent}{0pt} %kein einzug links nach einem abschnitt

\date{\today{}}
\author{Thomas Kuster}
\title{UWIS, Atmosphärenchemie, Übung 7}

\begin{document}
\markright{UWIS, Atmosphärenchemie, Übung 7}
\pagestyle{myheadings}
\maketitle

\section{Aufgabe 1 \label{aufgabe_2}}

\begin{tabular}{ll}
Farbe & Stoff\\
\hline
hellgrau: & NO\\
grau:     & NO$_2$\\
schwarz:  & O$_3$
\end{tabular}

24. April $\Rightarrow$ Frühling

x-Achse: Zeit

Die Zeit ist evtl. in UTC (da normalerweise alle Messungen in UTC gemacht werden). MEZ bis 2 Uhr 30.03.2003 und ab dann MESZ bis 3 Uhr 26.10.2003

MEZ = UTC + 1h bzw. MESZ = UTC + 2h

Die Zeit hat jedoch keinen Zusatz $\Rightarrow$ x-Achse ist lokale Zeit.

NABEL-Station Zürich $\Rightarrow$ in der Stadt selber (Kasernenstrasse?)

\begin{tabular}{lp{1.8cm}p{1.5cm}p{2cm}p{6.5cm}}
Nr. & Zeit & Stoff & Effekt & Ursache\\
\hline

1.1 & 6:00 & NO & starker Anstieg &
Pendlerverkehr am Morgen (Verbrennungen bei hohen Temperaturen in den Automotoren).\\

1.2 & 6:00 & O$_3$ & tiefste Konzentration &
Abbau in der Grenzschicht (Bodeninversion) während der Nacht:
Trockendeposition (Erdbodendeponiert), Abbau durch NO + O$_3$ $\rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$\\

1.3 & 6:00 & NO$_2$ & Zunahme & Pendlerverkehr am Morgen\\

1.4 & Vormittag & O$_3$ & starke Zunahme & Auflösung der Bodeninversion $\Rightarrow$ Herabmischung von O$_3$\\

1.5 & Vormittag & NO, NO$_2$ & Abnahme & Auflösung der Bodeninversion $\Rightarrow$ Mischung der \glqq{}Bodengrenzschicht\grqq{} mit NO$_x$ armer Luft $\Rightarrow$ geringere NO und NO$_2$ Konzentration.\\

1.6 & Nachmittag & O$_3$, NO, NO$_2$ & bleibt konstant & Gleichgewicht hat sich eingestellt, keine sich verändernde Parameter (Meteorologische (Strahlung), Verkehr,...).\\

1.7 & Abend (19:00 bis 22:00) & O$_3$ & starke Abnahme & Bildung der Bodeninversion (siehe auch 1.2): Trockendeposition (Erdbodendeponiert), Abbau durch NO + O$_3$ $\rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$\\

1.8 & Abend (19:00 bis 22:00) & NO$_2$ & Zunahme & Bildung bei O$_3$ Abbau:
NO + O$_3$ $\rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$\\

1.9 & Nacht & O$_3$ & Abnahme & Trockendeposition und Abbau in der Bodengrenzschicht: Trockendeposition (Erdbodendeponiert), Abbau durch NO + O$_3$ $\rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$\\

1.10 & Nacht & NO$_2$ & Zunahme & Bildung beim O$_3$ Abbau: NO + O$_3$ $\rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$\\

1.11 & 2:00 & O$_3$, NO$_2$ & O$_3$: Zunahme, NO$_2$: Abnahme & Verfrachtung von einer anderen Luftmasse zur Messstation, anschliessend wieder normal: O$_3$ abnehmend, NO$_2$ zunehmend

\end{tabular}

\section{Aufgabe 2}

Die Konzentrationsänderungen sind bei allen drei Stoffen viel kleiner, O$_3$ schwankt nur um 20ppb, NO$_2$ nur um 0.2 ppb und NO nur um 0.1 ppb.

Die Konzentrationen von NO$_2$ und NO sind zudem viel kleiner als in Zürich:

\begin{tabular}{lr@{.}lrrl}
Substanz & \multicolumn{2}{r}{$\max([]_{\rm{Jungfraujoch}})$} & $max([]_{\mbox{Zürich}})$ & Faktor\\
\hline
O$_3$  &  78& & 75 & $\approx$ 1 & \\
NO   & 0&05 & 60 & 1000 & !!!\\
NO$_2$ & 0&2  & 42 &  200 & !!!
\end{tabular}

Bei NO$_2$ und NO ist die Konzentration in Zürich extrem viel grösser, da näher an der Quelle.

Das O$_3$ auf dem Jungfraujoch ist natürliches Photochemisch gebildetes O$_3$ (UV-Strahlung Jungfrau $>>$ Zürich).

\begin{tabular}{lp{1.8cm}p{1.5cm}p{2cm}p{6.5cm}}
Nr. & Zeit & Stoff & Effekt & Ursache\\
\hline
2.1 & 6:00 & NO$_2$ & Zunahme (wie in Zürich) & ???\\

2.2 & Vormittag & NO$_2$, NO, O$_3$ & NO$_2$ Abnahme, NO, O$_3$ Zunahme & Abnahme NO$_2$, Zunahme NO: NO$_2$ $\overset{h\nu}{\rightarrow}$ NO + *O\\ %Zunahme O$_3$: (*O + O$_2$ + M $\rightarrow$ O$_3$ + M, minimal)\\

2.3 & Nachmittag/ Abend (15:00 bis 20:00) & NO$_2$ & Zunahme & NO$_3$ $\overset{h\nu}{\rightarrow}$ NO$_2$ + O$_2$ ($\lambda < 650$nm)\\

2.4 & Nachmittag (12:00 bis 18:00) & NO & Zunahme & siehe Nr. 2.2\\

2.5 & Abend (20:00 bis 22:00) & O$_3$ & Abnahme & siehe Nr. 1.9\\

2.6 & Abend (20:00 bis 22:00) & NO$_2$, NO & NO$_2$ Abnahme, NO Zunahme & ???\\

2.7 & Nacht (ab 22:00) & NO$_2$, NO & NO$_2$ Abnahme, NO Abnahme & Abbau

\end{tabular}

\section{Aufgabe 3\label{aufgabe_3}}
Wetter: Föhnlage (Südföhn)
\begin{enumerate}
 \item Die Konzentrationen an NO$_2$ und NO sind viel grösser ($\approx$4 so gross) als in Aufgabe \ref{aufgabe_2}\label{1}.
 \item Die Ozon Konzentration ist viel geringer (etwa $\frac{1}{2}$ so gross) als in Aufgabe \ref{aufgabe_2}\label{2}.
\end{enumerate}

Zu (\ref{1}): NO$_2$ und NO reiche Luft aus der Poebene wird Richtung Jungfraujoch verfrachtet, zusätzliche zunahme von NO$_2$ durch O$_3$ Abbau. Da sich bei Föhn jedoch eine stabile Luftschicht über der Poebene/Tessin bildet (nach Fabian, Vortrag im Seminar) sollte nicht so ohne weiteres NO$_x$ reiche Luft aus der Poebene zum Jungfraujoch gelangen?

Zu (\ref{2}): O$_3$ wird durch NO abgebaut, wobei NO$_2$ entsteht.
%Geringere Photochemische Bildungsrate da die Jungfrau evtl. noch südlich der Föhnmauer liegt bzw. auf Grund der Bedeckung im Süden die Strahlung nicht so stark ist wie an einem schönen Tag. War am 24. April 2003 schönes Wetter? Nach:
%\url{http://www.iac.ethz.ch/php/klimet/meteo.php}
%war es das, leider können wir nicht nachsehen welches Wetter bei Aufgabe \ref{aufgabe_3} war (Herbst 2003, ist doch etwas sehr vage;-)).
%Abbau des O$_3$ von 11:00 bis 21:00 durch NO$_2$.

Die NO$_2$ und NO belastete Luft kommt ca. 13h später auf dem Jungfraujoch an (Verschiebung der NO$_2$ und NO Maximas um 13h).

\end{document}