FRANZ-MARC-GYMNASIUM MARKT SCHWABEN
Klimastation
Messung der Ozonkonzentration
Ozondiagramme
Im Rahmen der Untersuchungen der Umweltbelastungen, die in der Umgebung des neuen Münchner Flughafen auftreten, wurde vom Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung der Ludwig - Maximilians - Universität München in Weihenstephan / Freising von Prof. Fabian an unserer Schule ebenfalls eine Meßstation eingerichtet. Seit Ende Mai 1994 steht uns am Franz-Marc-Gymnasium deshalb ein Meßgerät zur Messung der bodennahen Ozonkonzentration zur Verfügung.Das Meßgerät ist ein " ozon analyser Model 8810 " der Firma ML Monitor Labs. Die Außenluft wird über ein Plastikrohr angesaugt und zur Messung in ein Glasrohr mit bekanntem Volumen gepumpt. Den schematischen Aufbau des Ozonanlysators finden Sie, wenn Sie die folgenden Links aufrufen: (techn. Daten 1), (techn. Daten 2). Die darin enthaltene Luft wird von einer UV-Lampe durchstrahlt und die Intensität des durchgehenden Lichts - eigentlich des vom Ozon bei einer Wellenlänge von 254nm (der Mitte des Absorptionsbandes von O3) absorbierten Lichts - mit einer Fotozelle gemessen. In einem zweiten Meßschritt wird das Absorptionsverhalten von "normaler" Luft, die durch einen Ozonfilter geströmt und deshalb weitgehend ozonfrei ist, gemessen und der Meßwert mit dem der ozonhaltigen Luft verglichen. Aus den gemessenen Intensitäten der Absorptionslinien, Temperatur und Luftdruck wird die Ozonkonzentration im Meßvolumen nach der Beer-Lambertschen Absorptionsgleichung berechnet.
Das Meßgerät zeigt die Ozonkonzentration auf einem LCD-Display in ppm (parts per million) an. Um die Tageskurven der Ozonkonzentration kontinuierlich aufzuzeichnen, wurde der Ozonanalysator über einen Analog - Digital - Wandler an einen PC angeschlossen, wo mit Hilfe von Software, die ebenfalls vom Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung zur Verfügung gestellt wurde, die Meßwerte gespeichert und in Tageskurven die 10 Sekundenmittelwerte anzeigen, abgerufen werden können. Die Anzeige in den Tagesdiagrammen erfolgt in ppb (parts per billion). Die Umrechnung in die in den Medien übliche Angabe µg /m3 kann einfach durch die Multiplikation mit dem Faktor 2,14 erfolgen, ohne große Fehler zu machen. (Dieser Umrechnungsfaktor gilt strenggenommen nur bei 0°C und 1024mbar.) Die Meßwerte sind dann z.B. mit den Angaben des Bayerischen Umweltministeriums vergleichbar, wenn man berücksichtigt, dass das Umweltministerium Mittelwerte über mehrere Stunden ausgibt.
Für unsere Zwecke berechnen wir aus den auf dem PC gespeicherten Meßwerten mit einem kleinen Basicprogramm 4 Minutenmittelwerte, um die Anzahl der Meßdaten etwas zu reduzieren. Diese werden in eine Tabellenkalkulation eingelesen und in Diagramme umgesetzt. Aus den Daten erstellen wir für jeden Tag des Jahres (mit Ausnahme der Tage, an denen das Meßgerät ausgefallen oder in Reparatur war) eine Tageskurve. Wir lassen Diagramme der Stundenmittelwerte zeichnen um die Ozonkonzentration zu bestimmten Tageszeiten im Laufe eines Monats zu verfolgen. Außerdem lassen wir natürlich auch die Tagesmaxima und Minima in verschiedenen Diagrammen darstellen. Beispieldigramme finden Sie im Abschnitt Meßdiagramme. |