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01.04.2019 | Research Article | Ausgabe 4/2019

Experiments in Fluids 4/2019

Investigating \(\hbox {SO}_2\) transfer across the air–water interface via LIF

Zeitschrift:
Experiments in Fluids > Ausgabe 4/2019
Autoren:
Sonja I. Friman, Bernd Jähne
Wichtige Hinweise

Publisher’s Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

A laser-induced fluorescence technique to measure vertical concentration profiles of the tracer sulfur dioxide above the air–water interface is presented. The imaging technique is capable of recording profiles at a rate of up to 40 Hz with a sufficiently high spatial resolution to resolve the profile within the viscous boundary layer in the air at the air–water interface. The new technique was tested in a small wind-wave facility under invasion conditions with an initial concentration of 100 ppm in the air at estimated wind speeds \(u_{10}\) of 0.7–3 m/s, corresponding to friction velocities between 2.4 and 9.3 cm/s. The laser used for fluorescence excitation has a wavelength of 223.7 nm. In this work, a proof of principle is presented as well as a first evaluation of the capabilities and uncertainties of the technique. The new technique enables a detailed study of the transport processes in the air-sided boundary layer at a wavy interface including the gas transfer velocity, turbulent concentration fluctuations, and the partitioning of gas transfer between air and water.

Graphical abstract

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