Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

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Am IAP werden außerdem theoretische Arbeiten zur Ozonvariabilität und zum Ozontrend durchgeführt, wobei es insbesondere um den Unterschied zwischen chemisch und dynamisch bedingten Beiträgen geht. Der dynamische Anteil wurde unter Nutzung von Modellen für den zonal gemittelten Anteil und für den längenabhängigen Anteil unter Berücksichtigung des Trends von Feldern der NCEP-ReAnalysen bestimmt. Zusätzliche wichtige Arbeitsfelder am IAP Neben den oben aufgeführten Forschungsschwerpunkten werden die im folgenden vorgestellten wichtigen Arbeitsgebiete am IAP bearbeitet. Metallatomschichten in 80 bis 110 km Höhe Mit Hilfe von drei Metallresonanz-Lidars werden Metallatome untersucht, die vermutlich bei der Verdampfung von Meteoroiden beim Eintritt in die Erdatmosphäre freigesetzt werden. Die drei Lidars können wahlweise, je nach verwendeter Wellenlänge, für Beobachtungen der Elemente Na, K, Fe und Ca, sowie des Ca-Ions eingesetzt werden. Nachdem das IAP Klimatologien und fundierte chemische Modelle der Kalium- und Calcium-Schichten erstellt hat, sind Fragen nach den Quellen der Metallatome in den Vordergrund gerückt. In diesem Zusammenhang wurden auch Messungen mit einem Meteorradar durchgeführt, und zwar von Ende 1999 bis 2001 in Juliusruh und ab 2001 in Andenes. Als wichtige Neuerung hat sich in den letzten Jahren herausgestellt, daß die Konzentration von Metallatomen durch Wechselwirkung mit Eisteilchen (NLC, PMSE) reduziert wird. Die experimentellen Hinweise von Lidars und Radars, sowie die physikalische Erklärung dieser Beobachtungen werden seit kurzem am IAP untersucht. Aerosole in der Troposphäre Im Mittelpunkt des Forschungsinteresses steht die Untersuchung von Aerosolschichten in der Troposphäre, d. h. ihrer höhenabhängigen Häufigkeit und ihrer Eigenschaften in Abhängigkeit von großräumigen Windsystemen. Die Aerosole werden charakterisiert im Hinblick auf Typen, Dichten, Größenverteilung, Phasenzustand, Schichtaufbau etc. Die Ergebnisse dieser Arbeiten werden auch bei der Analyse der Lidardaten von NLC verwendet. Methodenentwicklung Zur Ableitung verläßlicher atmosphärischer Messgrößen aus bodengebundenen Radar- und Lidarverfahren werden die Meß- und Auswertemethoden ständig weiterentwickelt. Zur weiteren qualitativen Verbesserung der mittels Metallresonanz-Lidars gewonnenen Temperaturprofile und als Basis für einen mobilen Lidar wird die Einsatzfähigkeit bei Tageslicht entwickelt. Hierzu gehören u. a. besonders schmalbandige spektrale Filter im Nachweiszweig, sowie Teleskope mit kleinem Sichtfeld, dessen Überlapp mit dem Laserstrahl durch geeignete Regelungstechnik gewährleistet sein muß. In diesem Zusammenhang steht auch die im Berichtszeitraum erfolgte Neuentwicklung eines Eisenlidars. Der Einsatz des raketengetragenen CONE-Sensors, der am IAP gebaut wird, erforderte die Einrichtung entsprechender Test- und Kalibriereinrichtungen. Außerdem wird für ein zukünftiges Projekt an der Entwicklung eines neuen Detektors für den Nachweis von kleinen Aerosolteilchen in der Mesosphäre gearbeitet (ECOMA). Diese ” Rauchteilchen“ bilden vermutlich die Nukleationskeime für die Entstehung von NLC und PMSE. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der mit Radarexperimenten gewonnenen Meßgrößen befassen sich Mitarbeiter des IAP mit der Weiterentwicklung der eingesetzten Meß- und Auswertemethoden (Stichwort: Interferometrie). Darüberhinaus wurde die MF-Radaranlage auf Andenes 22
wesentlich vergrößert, um mit einem sehr viel kleineren Sende- und Empfangsstrahl zum ersten Mal in diesen Breiten Messungen von turbulenten Parametern durchführen zu können. Die Nutzung verfügbarer globaler und regionaler Zirkulationsmodelle und deren methodische Anpassung an die IAP-spezifischen Fragen ist permanenter Bestandteil der Forschungsarbeiten. Fortlaufende Aufgabe der theoretisch arbeitenden Gruppen ist die Formulierung neuer konzeptioneller Modelle und von Auswertealgorithmen für globale Daten und Modellresultate. 23
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Aerosol-Rückstreukoeffizient @ 532
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25 Radaranlagen am IAP in mittleren
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dem die unterschiedlichen Januar- b
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39 Zum Jahresgang der nichtmigriere
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vorgestellt, mit dem für atmosphä
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Empirische lineare Modellierung der
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Institute of Applied Physics (Russ.
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Chen, J.-S., P. Hoffmann, M. Zecha,
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Kulikov, M. Y., A. M. Feigin, and G
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Peters, D., G. Entzian, and G. Schm
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