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

Abb. 23.3: Oben: Prinzipielle Meß- und Antennenanordnung
des SKiYMET-Meteor-Radars.
Unten: Blick durch das Antennenkreuz des
Saura-MF-Radars
Das SKiYMET-Radar ist ein sogenanntes
All-Sky-Meteor-Radar. Über eine Sendeantenne
mit einem weiten Öffnungswinkel werden kurze
elektromagnetische Impulse zirkumpolar ausgesendet,
die von Ionisationsspuren einfallender
Meteoroide zurückreflektiert werden, wenn
die Ionisationsspur senkrecht zum Radarstrahl
liegt (Abb. 23.3 oben). Das Meteorecho wird
mit einer aus 5 gekreuzten Yagiantennen bestehenden
Empfangsantenne aufgenommen und
interferometrisch ausgewertet, so dass für jede
mit dem Neutralgaswind bewegte Ionisationsspur
Ort, Echoamplitude, radialer Geschwindigkeit
und Lebensdauer mit einer Entfernungsauflösung
von 2 km bestimmt werden kann. Aus
einer Vielzahl solcher individueller Informationen
kann u.a. das Windfeld im Bereich zwischen etwa
80 − 110 km und die mittlere Temperatur bei
90 km Höhe abgeleitet werden.
Im Sommer 2002 wurde in Zusammenarbeit
mit der Andøya Rocket Range und dem Communication
Research Laboratory Tokyo ein neues
MF Radar nahe der Ortschaft Saura (Abb. 23.1)
als Teil des ALOMAR Observatoriums in Betrieb
genommen. Das Saura-MF-Radar (Abb. 23.3 unten)
arbeitet auf 3, 17 MHz und zeichnet sich im
Gegensatz zum Andenes-MF-Radar durch einen
sehr schmalen Antennenstrahl mit einer Halbwertsbreite
von 6,4 ◦ und eine hohe Flexiblilität
in der Strahlsteuerung aus. Der Antennenstrahl
kann in verschiedene Richtungen mit unterschiedlichen
Zenitablagen geschwenkt werden wodurch
Experimente zur Untersuchung der dynamischen
Eigenschaften (kleinskalige Strukturen, Turbulenz)
in der oberen Mesosphäre möglich sind. Eine
detailierte Beschreibung des Systems ist in Kapitel
24 zu finden.
Tab. 23.1: Vergleich ausgewählter technischer und experimenteller Parameter der IAP-Radars.
ALWIN Andenes MF Saura MF SKiYMET
Sendefrequenz 53, 5 MHz 1, 98 MHz 3, 17 MHz 32, 55 MHz
Sendespitzenleistung 36 kW 50 kW 116 kW 12 kW
Impulsbreite 2, 4 µs 27 µs 7, 10, 13, 3 µs 13, 3 µs
Empfangskanäle 6 3 4 5
Höhenbereiche 1, 5 − 18 km 50 − 98 km 50 − 98 km 80 − 110 km Wind
65 − 95 km 90 km Temperatur
Höhenauflösung 300, 600, 4000 m 1000, 1500, 2000 m
1000 m 2000 m
Messergebnisse Wind Wind Wind Wind
Turbulenz Turbulenz Temperatur
Elektronendichte
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