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This contribution reports the combined influences of odd-even effects and the specific positioning of alkoxy side chains OR1 = (OCn+H-10(2(n+10)+1)) and OR2 = (OCnH2n+1) (with n = 6, 7, 8, 9) on the phenylene-ethynylene and phenylene- vinylene segments, respectively, on the optical properties of hybrid polymers P(n+10)/n of general repeating unit: -Ph-C equivalent to C-Ph-C equivalent to C-Ph-CH=CH-Ph-CH=CH-. For the polymeric materials, visual color impression varies alternatively between orange red (P16/6 and P18/8) and yellow (P17/7 and P19/9) according to the odd and even features of the alkoxy side chains, where odd or even relates to the total number of sp(3)-hybridized atoms within the side chains. This side chain related effect is ascribed to both absorptive and emissive behaviors of the polymers on the basis of photophysical investigations in the bulk. Almost identical thin film absorption spectra were obtained for all four materials; however, the photoluminescence of the odd polymers, P16/6 (lambda(f) = 556 nm) and P18/ 8 (lambda(f) = 614 nm), was red-shifted relative to that of their even counterparts (lambda(f) = 535 nm). Further, the P18/8 maximum at 614 nm can be readily assigned to excimer emission, as evidenced by the largest Stokes shift (5600 cm(- 1)), largest fwhmf-value (3700 cm(-1))(,) and the lowest Phi(f)-value of 24%. The strong pi-pi interchain interaction in P18/8, due to loose alkoxy side chains packing, does not only favor fluorescence quenching but also enable an effective inter- as well as intra-molecular recombination of the generated positive and negative polarons in electrolurninescence, which explains the good EL properties of this polymer irrespective of the solvent used. A voltage-dependent blue shift of the EL spectra of up to 100 nm was observed for P18/8 devices prepared from aromatic solvents. This red to green EL shift as observed with increasing voltage is assigned to conformational changes of the polymer chains with increasing temperature
Unstetige Galerkin-Diskretisierung niedriger Ordnung in einem atmosphärischen Multiskalenmodell
(2014)
Die Dynamik der Atmosphäre der Erde umfasst einen Bereich von mikrophysikalischer Turbulenz über konvektive Prozesse und Wolkenbildung bis zu planetaren Wellenmustern. Für Wettervorhersage und zur Betrachtung des Klimas über Jahrzehnte und Jahrhunderte ist diese Gegenstand der Modellierung mit numerischen Verfahren. Mit voranschreitender Entwicklung der Rechentechnik sind Neuentwicklungen der dynamischen Kerne von Klimamodellen, die mit der feiner werdenden Auflösung auch entsprechende Prozesse auflösen können, notwendig. Der dynamische Kern eines Modells besteht in der Umsetzung (Diskretisierung) der grundlegenden dynamischen Gleichungen für die Entwicklung von Masse, Energie und Impuls, so dass sie mit Computern numerisch gelöst werden können. Die vorliegende Arbeit untersucht die Eignung eines unstetigen Galerkin-Verfahrens niedriger Ordnung für atmosphärische Anwendungen. Diese Eignung für Gleichungen mit Wirkungen von externen Kräften wie Erdanziehungskraft und Corioliskraft ist aus der Theorie nicht selbstverständlich. Es werden nötige Anpassungen beschrieben, die das Verfahren stabilisieren, ohne sogenannte „slope limiter” einzusetzen. Für das unmodifizierte Verfahren wird belegt, dass es nicht geeignet ist, atmosphärische Gleichgewichte stabil darzustellen. Das entwickelte stabilisierte Modell reproduziert eine Reihe von Standard-Testfällen der atmosphärischen Dynamik mit Euler- und Flachwassergleichungen in einem weiten Bereich von räumlichen und zeitlichen Skalen. Die Lösung der thermischen Windgleichung entlang der mit den Isobaren identischen charakteristischen Kurven liefert atmosphärische Gleichgewichtszustände mit durch vorgegebenem Grundstrom einstellbarer Neigung zu(barotropen und baroklinen)Instabilitäten, die für die Entwicklung von Zyklonen wesentlich sind. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten sind diese Zustände direkt im z-System(Höhe in Metern)definiert und müssen nicht aus Druckkoordinaten übertragen werden.Mit diesen Zuständen, sowohl als Referenzzustand, von dem lediglich die Abweichungen numerisch betrachtet werden, und insbesondere auch als Startzustand, der einer kleinen Störung unterliegt, werden verschiedene Studien der Simulation von barotroper und barokliner Instabilität durchgeführt. Hervorzuheben ist dabei die durch die Formulierung von Grundströmen mit einstellbarer Baroklinität ermöglichte simulationsgestützte Studie des Grades der baroklinen Instabilität verschiedener Wellenlängen in Abhängigkeit von statischer Stabilität und vertikalem Windgradient als Entsprechung zu Stabilitätskarten aus theoretischen Betrachtungen in der Literatur.
In this work, a closure experiment for tropospheric aerosol is presented. Aerosol size distributions and single scattering albedo from remote sensing data are compared to those measured in-situ. An aerosol pollution event on 4 April 2009 was observed by ground based and airborne lidar and photometer in and around Ny-Alesund, Spitsbergen, as well as by DMPS, nephelometer and particle soot absorption photometer at the nearby Zeppelin Mountain Research Station.
The presented measurements were conducted in an area of 40 x 20 km around Ny-Alesund as part of the 2009 Polar Airborne Measurements and Arctic Regional Climate Model Simulation Project (PAMARCMiP). Aerosol mainly in the accumulation mode was found in the lower troposphere, however, enhanced backscattering was observed up to the tropopause altitude. A comparison of meteorological data available at different locations reveals a stable multi-layer-structure of the lower troposphere. It is followed by the retrieval of optical and microphysical aerosol parameters. Extinction values have been derived using two different methods, and it was found that extinction (especially in the UV) derived from Raman lidar data significantly surpasses the extinction derived from photometer AOD profiles. Airborne lidar data shows volume depolarization values to be less than 2.5% between 500 m and 2.5 km altitude, hence, particles in this range can be assumed to be of spherical shape. In-situ particle number concentrations measured at the Zeppelin Mountain Research Station at 474 m altitude peak at about 0.18 mu m diameter, which was also found for the microphysical inversion calculations performed at 850 m and 1500 m altitude. Number concentrations depend on the assumed extinction values, and slightly decrease with altitude as well as the effective particle diameter. A low imaginary part in the derived refractive index suggests weakly absorbing aerosols, which is confirmed by low black carbon concentrations, measured at the Zeppelin Mountain as well as on board the Polar 5 aircraft.
A new globally uniform Lagrangian transport scheme for large ensembles of passive tracer particles is presented and applied to wind data from a coupled atmosphere-ocean climate model that includes interactive dynamical feedback with stratospheric chemistry. This feedback from the chemistry is found to enhance large-scale meridional air mass exchange in the northern winter stratosphere as well as intrusion of stratospheric air into the troposphere, where both effects are due to a weakened polar vortex.