@phdthesis{,
    author = {Bräuer, Tiziana},
    title = {Flugzeuggetragene Messungen der Eigenschaften von Kondensstreifen aus Biotreibstoffgemischen},
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    year = {2022},
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    keywords = {Kondensstreifen; Luftfahrtemissionen; Biotreibstoffe; SAF; Messungen; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; NASA; Eiskristalle; FFSSP},
    abstract = {Kondensstreifen haben durch Absorption und Reemittierung von langwelliger terrestrischer Strahlung den größten Beitrag am luftverkehrsbedingten Strahlungsantrieb. Ihre Lebensdauer beträgt nur wenige Stunden und daher wirken sich Änderungen der Kondensstreifeneigenschaften schnell und unmittelbar auf den Klimaeffekt des Luftverkehrs aus. Emittiertes Kohlendioxid kann dagegen Jahrtausende in der Atmosphäre verbleiben und dort als Treibhausgas wirken. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob und in welchem Umfang die Eigenschaften von Kondensstreifen durch den Einsatz von aromatenarmen Treibstoffen verändert werden kann. Zu diesem Zweck fand im Januar 2018 die Flugzeugmission Emissions and Climate Impact of Alternative Fuels II (ECLIF II) statt. Dabei führte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die National Aeronautics and Space Administration (NASA) mit einer zum Forschungsflugzeug umgerüsteten DC-8 Emissionsmessungen im Abgasstrahl eines Testflugzeuges durch. Als Testflugzeug diente ein A320 mit zwei V2527-A5 Triebwerken, in denen drei Treibstoffe mit verschiedenen Biotreibstoffanteilen verbrannt wurden. Die Treibstoffe unterschieden sich sowohl im Aromatengehalt, als auch in der Aromatenzusammensetzung. Die Messung der Eiskristallgrößen und -anzahl in Kondensstreifen erfolgte mit der Fast Forward Scattering Spectrometer Probe (FFSSP). Im Rahmen dieser Dissertation wurde die FFSSP kalibriert, die Messungen während des Experiments durchgeführt und die Ergebnisse ausgewertet und diskutiert. Kondensstreifen während ECLIF II hatten ein Alter von 0.5 bis 3 Minuten und wurden in einer Flughöhe zwischen 7.8 und 11.6 km gemessen. Die Messungen zeigen, dass die Extinktion, also die Abschwächung der Strahlung bei Wechselwirkung mit Kondensstreifen, auf Flughöhen zwischen 9 und 10 km am größten war. In Höhen oberhalb von 11 km nahm die Extinktion wegen des geringeren Wasserdampfgehaltes in der Atmosphäre ab. Kondensstreifen wurden auch in niedrigen Höhen
unterhalb von 8 km gemessen, obwohl die Umgebungstemperatur dort teilweise oberhalb der Grenztemperatur zur Kondensstreifenbildung lag. Anhand der vorliegenden Daten wird für alle Flughöhen der Anteil der Rußpartikel, die zu Eiskristallen aktiviert werden, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur bestimmt und die Aktivierung wird mit aktuellen Modellsimulationen verglichen. Hinsichtlich des Einflusses der Treibstoffzusammensetzung kann erstmals gezeigt werden, dass eine Reduzierung des Aromatengehalts im Treibstoff zu einer Reduzierung der Eisanzahlkonzentrationen pro Kilogramm Treibstoff (Eisemissionsindizes) führt. Während ECLIF II lag die Reduzierung der Eisemissionsindizes zwischen 23 bis 74%. Bicyclische Aromaten (Naphthalene) trugen besonders stark zur Partikelbildung bei. Eine maximale Reduktion der Eisemissionsindizes von 74% wurde für den Treibstoff mit dem niedrigsten Aromaten- und dem niedrigsten Naphthalengehalt gemessen. Durch den Einsatz von Biotreibstoffgemischen lies sich die klimawirksame optische Dicke der jungen Kondensstreifen um 40 bis 52% reduzieren. Die vorliegende Arbeit kann damit zeigen, dass die Klimawirkung des Luftverkehrs durch den vermehrten Einsatz von Biotreibstoffen deutlich verringert werden kann.},
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    school = {Universität der Bundeswehr München},
    
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