Forschungsinfrastruktur
Das KPA unterstützt und nutzt die bereits starke Forschungs-Infrastruktur an der Universität zu Köln, wie die weltweit einzigartige Plattform für Geochronologie.
ACTRIS, das Europäische Forschungsinfrastruktur-Konsortium (ERIC) für Aerosole, Wolken und Spurengase bildet die weltweit größte standortübergreifende Infrastruktur für Atmosphärenforschung. Mehr als 100 Institutionen in Europa sind beteiligt.
Innerhalb ACTRIS ist JOYCE eine nationale Einrichtung für Wolkenfernerkundung.
Das Institut für Geophysik und Meteorologie an der Universität zu Köln betreibt seit mehr als zehn Jahren in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich die Wolkenbeobachtungsplattform JOYCE (Jülich Observatory for Cloud Evolution). JOYCE befindet sich auf einer Dachplattform des Instituts für Klima- und Energieforschung (ICE3) am Forschungszentrum Jülich. Zu JOYCE gehört außerdem die sogenannte Topical Center Unit für Mikrowellenradiometer (MWR) innerhalb des ACTRIS Center for Cloud Remote Sensing (CCRES). Diese Einheit bietet Unterstützung und modernste Expertise für den Betrieb von bodengebundenen Mikrowellenradiometern (MWR), die Datenqualitätskontrolle und -sicherung, die Entwicklung von Retrievals sowie die Erprobung neuer Instrumente.
Die Universität zu Köln hat sich verpflichtet, die MWR-Dienste der Topical Unit für ACTRIS für mindestens 10 Jahre nach Abschluss der ACTRIS-Implementierungsphase im Jahr 2026 zu erbringen. Im Rahmen von ACTRIS-D („Deutschland“), einer vom BMBF geförderten Verbundforschungsinitiative, wurden Mittel für den Aufbau der Topical Unit bereitgestellt, einschließlich der Anschaffung verschiedener hochmoderner MWR. Nach der Implementierungsphase wird der Betrieb des Topical Centers langfristig durch ACTRIS-ERIC und das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMU) unterstützt.
CologneAMS ist das Zentrum für Beschleuniger-Massenspektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry - AMS) an der Universität zu Köln.
Ein elektrostatischer Tandem-Beschleuniger mit einer maximalen Spannung von 6 MV und verschiedenen Detektoren zur Ionenanalyse ist seit Ende 2011 am Institut für Kernphysik routinemäßig in Betrieb.
Ende 2011 wurde zunächst für 14C der Routinebetrieb aufgenommen. Im Jahr 2012 kamen 10Be und 26Al zum Standardmessprogram dazu.Mittlerweile werden auch Cl- und Pu-Messungen routinemäßig durchgeführt.
Das CologneAMS steht nicht nur Wissenschaftlern der Universität zu Köln, sondern auch externen Nutzern zur Verfügung. Die Finanzierung des Zentrums wurde sowohl von der DFG als auch der Universität zu Köln getragen. Zusätzliche Mittel zur Erweiterung und dem Ausbau der Anlage wurden vom Deutschen Geoforschungszemtrum Potsdam (GFZ) im Rahmen eines Kooperationsvertrages bereitgestellt.
Als Teil der Plattform für Geochronologie dient das LumineszenzLabor Cologne (LLC). Hier konzentrieren sich die Wissenschaftler*innen darauf, die Landschaftsentwicklung in einer Reihe von Umwelteinflüssen mit Hilfe verschiedener Lumineszenz-Datierungstechniken einzugrenzen. Neben der Anwendung der Lumineszenz als Werkzeug zur Datierung von quartären Sedimenten arbeitet das Lumineszenzlabor auch an der Verbesserung und Entwicklung von methodischen Ansätzen.
Das Labor ist mit modernsten Einrichtungen zur Messung von Äquivalentdosis und Dosisleistung ausgestattet, darunter acht Lumineszenz-Reader, zwei Gammaspektrometer und diverse andere Geräte - insgesamt in einer Größenordnung von 1.5Mio€ - die im Rahmen der Sonderforschungsbereiche 806 “Our way to Europe” (2009-2021) und 1211 “Earth Evolution at the Dry Limit” aufgebaut wurden. Letztgenanntes ist vom DFG gefördert und befindet sich in seiner 3. Förderphase von 2024-2027.
Die induktiv gekoppelte Multikollektor-Plasma-Massenspektrometrie (MC-ICP-MS) bietet die einzigartige Möglichkeit, präzise Isotopenverhältnismessungen für ein breites Spektrum von Elementen durchzuführen.
Die Gruppe Geochemie/Kosmochemie verfügt über ein ThermoFisher Neptune MC-ICP-MS-Systeme aus 2017 (ca. 1Mio€), das mit Autosamplern und verschiedenen Probenzuführungssystemen ausgestattet ist. Ein zweites baugleiches Gerät wurde im November 2023 durch ein neues 1.3 Millionen € teures Großgerät, das Neoma Multicollector ICP-MS/MS mit Massenvorfilter und Kollisionszelle von ThermoFisher Scientific, ersetzt. Diese hat eine zusätzliche Kollisionskammer und bietet damit mehr Möglichkeiten. Näheres dazu hier.
Isotopenvariationen in der Natur resultieren aus radiogenem Einwuchs, der massenabhängigen Fraktionierung stabiler Isotope. Insbesondere in Meteoritenproben entstehen Isotopenvariationen auch durch Bestrahlungsprozesse oder Reste der Nukleosynthese. Die Untersuchung der Isotopenzusammensetzung von Elementen in geologischen und kosmochemischen Materialien ermöglicht es, neue Erkenntnisse zu gewinnen, z. B. über die Entstehung des Sonnensystems und seiner Planeten, über geodynamische Prozesse auf der Erde, über Umweltveränderungen und den zeitlichen Ablauf geologischer Ereignisse.
Es gibt noch viele weitere Messgeräte zur Analyse von harten Gesteinen, von Gasen, von Flüssigkeiten - siehe Ausstattung des Instituts für Geologie und Mineralogie - sowie ein Reinlabor für die Geo-/Kosmochemie. Diese Reinräume sind insbesondere für die chemische Extraktion von Elementen für die Isotopenanalyse und mit Laminar-Flow-Arbeitsplätzen, Destilliergeräten etc. ausgestattet.
Neben vielen Gesteinsproben von der Erde und anderen Himmelskörpern soll demnächst auch Mondgestein analysiert werden, das 2020 von der chinesischen Weltraumagentur (CNSA) zur Erde gebracht wurde. Näheres dazu hier.
Im geowissenschaftlichen Labor des Geographischen Instituts der Universität zu Köln werden umfassende geowissenschaftliche Untersuchungen mit modernen Analysegeräten, im Rahmen von Forschungsprojekten, Abschlussarbeiten und Lehrveranstaltungen, durchgeführt. Das Labor des Geographischen Instituts besteht seit 2004 in seiner jetzigen Form und bietet auf über 800 m² verschiedene Möglichkeiten sich diversen geowissenschaftlichen Fragestellungen zu widmen. Der Fokus der Betrachtung liegt hierbei im Wesentlichen auf sedimentologischen, hydrogeographischen, geochemischen sowie geo- und paläoarchäologische Fragestellungen. Forschungsarbeit im Labor wird im Wesentlichen durch Dissertationsarbeiten, Drittmittelprojekte und projektbezogene Abschlussarbeiten getragen. Im Rahmen von interdisziplinärer Forschungsarbeit, wie zum Beispiel in Sonderforschungsbereichen, werden ebenfalls externe Proben bearbeitet und analysiert. Ein Beispiel ist der SFB 1357 Mikroplastik, der sich in der 2.Förderphase von 2023 bis 2026 befindet.
Als zentrale Einrichtung bietet das Rechenzentrum RRZK den Angehörigen der Universität zu Köln umfangreiche IT-Angebote. Neben der Betreuung von einen Personal- oder Studierenden-Account und zahlreichen Diensten an der Universität, wie WLAN, E-Mail oder VPN steht über das RRZK (seit 2024 ITCC) der Hochleistungsrechner RAMSES Forschenden aus Köln und anteilig aus ganz Nordrhein-Westfalen für ihre Forschungsarbeit zur Verfügung. So können mit dem HPC (High Performance Computing) jene Rechenanwendungen ausgeführt werden, die sich auf einzelnen Rechnern nicht mehr effizient berechnen lassen. Komplexe Simulationen beispielsweise können dank der Leistung von 100 Teraflop/s Peak durchgeführt werden.
Das kernsanierte Gebäude bietet seit 2012 Räumlichkeiten für alle Beschäftigten des RRZK. Hier arbeiten in 7 Abteilungen rund 100 Personen (studentische und wissenschaftliche Hilfskräfte, Beschäftigte in Technik und Verwaltung sowie Wissenschaft).
Seit August 2022 existiert an der Universität zu Köln die meteorologische Messstation auf dem Gelände des UniSports um relevante Wetter-, Klima- und Umweltmessgrößen zu vermessen. Die Messstation, deren Betrieb auf Langfristigkeit ausgelegt ist, stellt eine Kooperation zwischen der Stadt Köln und der Universität zu Köln dar. Die Stadt Köln finanziert einen Großteil der Messinstrumente, sowie eine studentische Hilfskraft. Der Kölner UniSport stellt das Gelände und den Zugang, die Infrastruktur wird über die zentrale Verwaltung der Universität unterstützt. Errichtet und betrieben wird die Station durch die Abteilung Meteorologie des Instituts für Geophysik und Meteorologie. Zudem besteht über die Niederschlagsmessungen eine Zusammenarbeit mit den Stadtentwässerungsbetrieben Köln.
Mehr dazu hier.