PDF-File - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität ...

Kapitel 2
Grundlagen
2.1 Das Lidar-Prinzip
Ein Lidar (engl. light detection and ranging) ist ein Messinstrument für die optisch
aktive Fernerkundung der Atmosphäre. Lidar-Systeme eignen sich zur Messung von
Entfernungen und Relativgeschwindigkeiten sowie zur Bestimmung atmosphärischer
Parameter wie beispielsweise Temperatur, Druck und der Konzentration von Aerosolen.
Die allgemeine Funktionsweise ist in Abbildung 2.1 dargestellt und lässt sich in
einen Sende- und Empfangszweig unterteilen, wobei in dem Ersten Laser-Licht erzeugt
und in die Atmosphäre ausgekoppelt wird. Eine Teilmenge des Lichtes wechselwirkt
anschließend mit der Materie im Streuvolumen. Lidar-Systeme basieren auf der Auswertung,
des unter einem Winkel von 180 ◦ rückgestreuten Laser-Lichtes, welches über
Teleskopspiegel in eine Glasfaser eingebunden und nachfolgend auf der Nachweisbank
analysiert wird. Die untersuchten Parameter sind Laufzeit, Wellenlängenverschiebung
und Intensität des empfangenen Lichtes. Variationen von Lidar-Messinstrumenten
basieren auf unterschiedlichen Streumechanismen, welche in Unterkapitel 2.2 erläutert
werden.
Das ALOMAR RMR-Lidar soll in den folgenden zwei Absätzen technisch beschrieben
und die Anpassungen auf die zu untersuchenden Prozesse und Höhen spezifiziert
werden. Die Schwerpunkte der wissenschaftlichen Arbeit mit diesem Messinstrument
liegen in der Untersuchung der thermischen und dynamischen Struktur der mittleren
Atmosphäre im arktischen Raum. Hierbei stellen die in der Mesopausenregion auftretenden
leuchtenden Nachtwolken, polare Stratosphärenwolken sowie die Verteilung
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