Institutsbericht 2010/2011 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

4 Stationen der optischen Sondierung mit Lidar-Systemen
(M. Priester, G. Baumgarten, G. von Cossart, J. Fiedler, M. Gerding, J. Hildebrand, J. Höffner,
B. Kaifler, N. Kaifler, M. Kopp, T. Köpnick, J. Lautenbach, F.-J. Lübken, R. Ostermann, T. Viehl)
Zu den wissenschaftlichen Schwerpunkten
des IAP gehören die Erforschung
der mittleren Atmosphäre und
die Untersuchung der vertikalen und
meridionalen Kopplung. Dazu werden
unter anderem Lidarmessungen über
einen weiten Höhenbereich von teilweise
1 bis über 100 km Höhe durchgeführt.
Breitenabhängige Prozesse werden
durch Lidarmessungen an verschiedenen
Standorten erfasst, die sowohl
mittlere Breiten (Kühlungsborn,
54 ◦ N) als auch hohe Breiten (Andenes,
69 ◦ N) abdecken. Die Lidarinstrumente
werden vor allem zur Beobachtung
thermodynamischer Parameter
wie Temperatur und Wind sowie
geschichteter Strukturen in der Mesound
unteren Thermosphäre, wie leuchtender
Nachtwolken (NLC) oder Metallschichten,
eingesetzt.
Abb. 4.2: Teleskophalle des IAP-Hauptgebäudes
in Kühlungsborn mit den Laserstrahlen
der RMR-Lidars (grün sowie infrarot
und ultraviolett)
Abb. 4.1: Standort des mobilen Eisen-Temperatur-Lidars des
IAP (siehe Markierung 69 ◦ S). Die Hintergrundgrafik zeigt farbig
die Ausdehnung einer leuchtenden Nachtwolke nach Berechnungen
des LIMA/Eis-Modells (siehe Kap. 10).
Ein gemeinsamer Aspekt der Messungen aller Standorte
ist die Untersuchung von leuchtenden Nachtwolken
(NLC), die vor allem in polaren Breiten (siehe Kap. 6, 10
und 13) und gelegentlich auch in mittleren Breiten
(siehe Kap. 8) beobachtet werden. Im Gegensatz zum
Standort Andenes sind in Kühlungsborn auch im Sommer
Messungen bei Dunkelheit und damit bei deutlich
besserem Signal-Rausch-Verhältnis möglich. Dies ermöglicht
neben der Detektion auch schwacher NLC vor
allem einzigartige Lidar-Messungen der Temperatur in
NLC-Höhe (ca. 83 km), woraus dann Aussagen über die
Entstehungs- und Transportmechanismen der Eispartikel
abgeleitet werden können. Seit 2009 sind erstmals
auch NLC-Messungen bei Tageslicht in mittleren Breiten
und damit gleichzeitige Messungen mit sog. Mesosphärischen
Sommer-Echos (MSE) möglich, die vom OSWIN-
Radar praktisch nur bei Tag empfangen und ebenfalls
auf Eispartikel zurückgeführt werden. Durch die Kombination
der Kühlungsborner Lidar-Systeme können NLC
bei zurzeit vier Wellenlängen untersucht und so Rückschlüsse
auf Partikeleigenschaften gezogen werden. Temperaturmessungen
werden in Kühlungsborn nicht nur
in der Mesopausenregion, sondern von der Troposphäre
bis in die untere Thermosphäre durchgeführt (ca.
1 bis 105 km).
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