PDF-file - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik

14 KAPITEL 3. LIDARS AM IAP
Dabei können ein unvollständiger Überlapp und die geometrischen Verhältnisse
im Teleskop zu einer Höhenabhängigkeit der Gerätekonstanten
führen. Transmissions- und Reflektionswerte von Spiegeln und Linsen
im Nachweiszweig sowie die Quanteneffizienz der Detektoren können
wellenlängenabhängig sein. Dieser Einfluss muss beachtet und eventuell
bei der Auswertung des Signals berücksichtigt werden.
β(λ ↑↓ , z) wird Volumenrückstreukoeffizient genannt und stellt die eigentliche
Messgröße dar, in die insbesondere die Luftdichte eingeht, die letztlich
mit dem Lidar gemessen werden soll. Er kann je nach Streuprozess
(siehe Abschnitt 2.2) unterschiedliche Werte annehmen.
1/z 2 ist ein geometrischer Faktor, der sich aus der Tatsache ergibt, dass
das Teleskop des Lidars nur einen kleinen Teil des in der Atmosphäre
gestreuten Lichtes auffangen kann. Dabei nimmt die Signalstärke pro
Fläche mit dem Quadrat des Abstandes vom Streuzentrum ab. Im Falle
des Lidars entspricht dieser Abstand der Höhe z.
Γ ↑ (λ ↑ , z) ist die Transmission zwischen dem Auskoppelspiegel und der Höhe
z. Das Licht wird nicht nur in einer bestimmten Höhe durch Streuung
in der Atmosphäre beeinflusst, sondern auf dem Weg dorthin kommt
es auch zu Transmissionsverlusten durch Extinktion in der Luft und
je nach Wellenlänge und Höhenintervall zusätzlich durch Aerosole und
die Ozonschicht.
Γ ↓ (λ ↓ , z) beschreibt die Verluste, die durch Extinktion auf dem Weg vom
Streuzentrum zurück zum Teleskop des Lidars berücksichtigt werden
müssen. Da eingestrahltes und rückgestreutes Licht nicht unbedingt
die gleiche Wellenlänge haben, können sich für beide Richtungen unterschiedliche
Werte für die Transmissionsverluste ergeben.
IUntergrund beschreibt den Untergrund, der von der Zählelektronik im Nachweiszweig
und vom in der Atmosphäre gestreuten Hintergrundlicht herrührt.
Dieser Hintergrund ist höhenunabhängig und hat seine Quellen
in Sonne, Mond, Sternen und urbanem Licht.
3.3 Das Kalium-Lidar
Seit 1994 betreibt das IAP ein mobiles Kalium-Resonanz-Lidar, welches in
einen Standard-20-Fuß-Frachtcontainer eingebaut ist (siehe Abbildung 3.2).
Ein zweites Kalium-Lidar wird seit 1998 stationär in Kühlungsborn (54 ◦ N,
12 ◦ O) betrieben.