Optimierung und Evaluierung unterschiedlicher empfindlicher spektroskopischer Messverfahren für klimarelevante Gase

Methan und Lachgas zählen neben Kohlendioxid und Wasserdampf zu den wichtigsten klimarelevanten Gasen. Mehr als 30% der globalen Methan- und Lachgasemissionen stammen aus landwirtschaftlichen Quellen, deren Stärke räumlich stark variiert und schwer abzuschätzen ist. Deswegen werden mobile, präzise und kostengünstige Systeme zur Messung dieser Spurengase benötigt. Im Rahmen dieser Dissertation wurden zwei Messsysteme entwickelt, von denen eines auf dem Prinzip der photoakustischen Spektroskopie (PAS) und das andere auf dem Prinzip der „Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy“ (TDLAS) beruht. Zum selektiven Nachweis von Methan und Lachgas wurden im Bereich des nahen Infrarot emittierende Laserdioden verwendet. Beide Messsysteme wurden nach der Optimierung im Labor in umfangreichen Feldmesskampagnen zur Bestimmung der Spurengasflüsse aus Böden sowie der Spurengasemissionen aus der Tierhaltung evaluiert, wobei kommerzielle Messgeräte als Vergleichssysteme dienten.