Washout-Untersuchungen an Fallout-Partikeln in der unteren Troposphäre zwischen 700 und 3000 m NN

Zusammenfassung

An drei höhengestaffelten Meßstationen mit geringem Basisabstand in den bayerischen Alpen (Garmisch-Partenkirchen, 730 m NN, Wankgipfel, 1780 m NN, und Zugspitzgipfel, 2966 m NN) werden seit Dezember 1963 kontinuierlich und synchron Messungen der spezifischen Spaltproduktradioaktivität in Luft und Niederschlägen vorgenommen. Aus den Meßdaten wird der spezifische Einfangquerschnittq (m²/Liter) sowie der Anteilf der vom Niederschlag aus einem Höhenintervall entnommenen Aktivität berechnet. Außerdem wird die relative Abnahmef′ der Spaltproduktkonzentration in der Luft ermittelt und mit der Größef verglichen. Die so erhaltenen Washout-Kenngrößen werden nach Haupt-Niederschlagstypen (Regen und Schnee, schauerartig und gleichförmig) gruppiert und hierüber Häufigkeitsverteilungen aufgestellt sowie Durchschnittswerte ermittelt. Diese werden, soweit möglich, mit Ergebnissen anderer Autoren sowie mit theoretischen Berechnungen verglichen. Ferner wird der Einfluß einer Reihe von meteorologischen Parametern untersucht. Anhand von Meßfahrten mit einer Seilbahnsonde wird quantitativ abgeschätzt, inwieweit die Verdampfung des Niederschlags auf dem Fallweg die Meßwerte unter verschiedenen Bedingungen verfälschen kann. In der Schmelzzone wird sehr oft eine Abnahme der spezifischen Aktivität im Niederschlag beobachtet. Erklärungsmöglichkeiten werden diskutiert. Schließlich wird durch Extrapolation die Höhe bestimmt, in der die Niederschlagsaktivität bei linearer Abnahme verschwinden würde. Der Vergleich mit der mutmaßlichen Wolkenobergrenze zeigt, daß der Anteil der bei der Kondensation in den Niederschlag inkorporierten Aktivität, verglichen mit der Partikel-Aufnahme durch den Washout-Vorgang, relativ klein ist.

Summary

Continuous, simultaneous measurements of the specific radioactivity from fission products in air and precipitation are being made since December, 1963, at three sites in the Bavarian Alps (Garmisch-Partenkirchen, 730 m, Wank summit, 1780 m, and Zugspitze peak, 2966 m a. s. l.); these stations are closely spaced in the horizontal and roughly equidistant in the vertical. From the data thus acquired, the specific capture cross-sectionq (m²/litre) and the fractionf of the activity obtained from precipitation in a layer of given thickness are computed. The relative decrementf′ of the abundance of fission products in air is also determined, and compared withf. Thus, quantitative characteristics for the washout process are gained, and are classified with reference to the type of precipitation (rain, snow, showers, steady etc.). Means and frequency distribution statistics are derived from the data and compared with theoretical results and — as far as these are known — also with observational results reported by others. Furthermore, the influence of several meteorological parameters was studied. Cable car soundings were processed to obtain a quantitative estimate of the errors induced by evaporation of falling precipitation under various conditions. Possible explanations for the very frequently reported decrease in specific precipitation activity within the melting zone are weighted. By extrapolation, the height at which precipitation radioactivity would vanish if subject to linear attenuation is determined. Comparing the result of the computations with the assumed height of the cloud tops, we find that the amount of activity incorporated in falling precipitation is relatively small against the fallout capture by the washout process.