TY  - GEN
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10402/
N2  - Die Phytosphäre stellt mit einem globalen Anteil von 60%, die wichtigste Quelle atmosphärischen Wasserdampfs dar. Dennoch sind die Kopplungsprozesse zwischen Troposphäre und Phytosphäre auf allen Skalen bis zum einzelnen Blatt nur unzureichend untersucht und verstanden. Ziel der Arbeit war primär, die Entwicklung und Anwendung neuer, ortsauflösender, optischer Laserhygrometer, um zerstörungsfrei, d.h. ohne Gasprobennahme, direkt über dem Blatt - mit hoher Zeit- und Ortsauflösung - die Struktur und Dynamik der am Blatt anliegenden H2O-Grenzschicht quantitativ zu untersuchen und ihre Abhängigkeit von Windgeschwindigkeit und  lichtinduzierter Photosyntheseaktivität des Blattes zu studieren. Neben Telekomlasern bei 1.37µm wurden dafür neue Laserdioden auf der 2.7µm H2O-Grundschwingungsbande verwendet und eingehend hinsichtlich ihrer statischen und dynamischen Spektraleigenschaften charakterisiert. Eine neue softwarebasierte Routine gestattet die anwendungsspezifische Linienauswahl und somit die Leistungsoptimierung der Spektrometer. Zwei Konzepte zur räumlich aufgelösten H2O-Erfassung (mit DC-Verschiebemotoren bzw. Galvanometerscannern) wurden realisiert und eingehend getestet. Für windgeschwindigkeitsabhängige Untersuchungen der H2O-Grenzschicht unter definierten Randbedingungen wurde erstmals ein geschlossener Miniatur-Windkanal für Blätter (Außenmaß 114 x 58 cm, Querschnitt 4 x 5.4 cm) mit homogenen, laminaren Strömungsbedingungen und  Geschwindigkeiten von 0.1-6m/s entwickelt, und in Kombination mit dem Scannerhygrometer erfolgreich zur ersten, räumlich aufgelösten Untersuchung der H2O-Grenzschichtdynamik von Blättern (Gattung Epipremnum Pinnatum) eingesetzt. Die Laserhygrometer ermöglichten dabei bei Absorptionsstrecken von nur 4.4 cm H2O-Konzentrationen mit einer Absolutgenauigkeit von 3% und bis zu einer Nachweisgrenze von 4.6 ppm (=204ppb m) zu bestimmen. Verbesserte Auswerteverfahren erreichten eine Zeitauflösung von bis zu 3ms je Ortspunkt. In Verbindung mit dem Scannerhygrometer ermöglichte dies erstmals, räumlich aufgelöste 2D-Konzentrationsfelder am Einzelblatt (Abstandsbereich bis 16mm vom Blatt) mit einer Ortsauflösung von 0.18mm zu vermessen. Die Erfassung eines Feldes mit 87 Ortspunkten dauerte dabei nur 18s. Hiermit gelang es windgeschwindigkeitsabhängige Grenzschichtdicken von 3.5-7.5mm zu erfassen und unter Anwendung des Fick'schen Gesetzes erstmals bei intakter Blattgrenzschicht physiologisch relevante H2O-Flussraten von 0.17mmol m^-2 s^-1 durch die blattnahe Grenzschicht zu ermitteln. Der modulare Aufbau des neuartigen Systems erlaubt in Zukunft durch die schon vorbereitete Kombination mit Thermographie- und Chlorophyllfluoreszenzmessmethoden weitere, bisher nicht mögliche Einblicke in die Blatttranspiration, Grenzschichtdynamik, und deren Kopplung an den Photosyntheseapparat.
TI  - Neuartige Konzepte zur schnellen, räumlich aufgelösten Untersuchung der H2O-Grenzschichtdynamik einzelner Pflanzenblätter und ihrer Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit auf Basis hochempfindlicher 2.7µm-Laserhygrometer
A1  - Wunderle, Karl
AV  - public
KW  - kalibrationsfrei 
KW  -  räumlich aufgelöst 
KW  -  Grenzschichtdynamik 
KW  -  nichtinvasiv 
KW  -  2.7µmcalibration free 
KW  -  spatially resolved 
KW  -  boundary layer dynamics 
KW  -  non-invasive 
KW  -  2.7µm
ID  - heidok10402
Y1  - 2009///
ER  -