Post on 06-Jan-2016
description
transcript
Messungen mit Mehrwellenlängen-Aerosol-Lidar undWindlidar während COPS
Teilnehmer der Kampagne:Dietrich Althausen, Detlef Müller, Ronny Engelmann, Matthias Tesche, Patric Seifert, Julia Fruntke, Christin Herold, Luise Hentschel
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig
Aerosol and vertical–velocity profiling and cloud glaciation observations during COPSAntragsteller: Albert Ansmann
Aerosol and vertical–velocity profiling and cloud glaciation observations during COPSAntragsteller: Albert Ansmann
Beitrag zu ACM und SPP 1167 (2-Jahres Periode)
• Aerosolcharakterisierung • Bestimmung geometrischer, optischer und mikrophysikalischer Eigenschaften (z.B.: Aerosol-Partikelanzahlkonzentration) von Aerosol und Wolken
• Vertikalwind in der oberen Grenzschicht (bis zur Wolkenunterkante)
• Heterogene Eisbildung• Untersuchung des Einflusses von Aerosolpartikeln und
meteorologischen Bedingungen auf die Eisbildung in Wolken
Mehrere Saharastaub- und Waldbrand-Aerosolfahnen beobachtet
DF
G A
ntra
g
3 Monate gemessen, 400-500 h an Messdaten
Backscatter Extinction lidar-Ratio Temperature Humditiy profiling Apparatus
Wind Lidar
Messinstrumente
(710 nm)
0
1000
2000
3000
4000
0 2 4 6 8 10
355 nm 400 nm 532 nm 710 nm 800 nm 1064 nm
BACKSC. COEF. (Mm-1 sr-1)
HE
IGH
T (
m)
0 200 400 600 800
25 MARCH 1999: Optical Parameters mean of 3600 s, 1330 - 1500 UTC
EXTINCTION COEF. (Mm-1)
355 nm 532 nm
INDOEX,Malediven1999-2000
SAMUM I, Marokko, Mai-Jun 2006COPS, Schwarzwald, Jun-Aug 2007SAMUM II, Kapverde, Jan/Feb+Mai/Jun 2008
6 x beta 2 x sigma
Inversionsalgorithmus
Eingabeparameter: – 6 Rückstreukoeffizienten – 2 Extinktionskoeffizienten
Ausgabe:– Volumengrößenverteilung– Effektiver Radius– Gesamtvolumenkonzentration– Gesamtoberflächenkonzentration– Mittl. komplexer Brechungsindex– Einfachstreualbedo
Inversionsalgorithmus
Validierung der Inversionsergebnisse mittels flugzeugetragener IN-SITU Messungen
LACE 98: Biomass Burning From NW CanadaMeasurement : 9 August 1998
3500-4000 m 3400-3900 m inversion in-situ
IfT IMP (r > 50 nm)
eff. radius ( m)
v ( m /cm ) 3 3
s ( m /cm ) 2 3
n (1/cm ) 3
real part
imag.
single-scat.albedo (532nm)
part
0.27
13
142
295
1 .62
0 .047
0 .81
0 .04
2
7
64
0 .08
0 .013
0 .03
0.24
11
136
506
1 .66
0 .79
0 .053
0 .01
1
5
131
0 .02
0 .01
0.004
0 .25 0 .07
8 5
95 55
271 74
(1.56)
(0.07)
0.79 0 .02
9 August 1998, 2200-2400 U TC
COPS: Teilweise wird nur die Größenordnung der Partikelanzahlkonzentration angegeben werden können (100 cm-3, 1000 cm-3, 10000 cm-3)
DLR Falcon
Bestimmung des Aerosoltyps
Aerosoltyp Lidarverhältnis (sr) Depol.(%) Maritim S355=S532 (gering) <5% (gering)
Städtisch S355>=S532 (hoch) <5% (gering) Waldbrand S355<S532 (hoch) <10-15% (mittel) Wüstenstaub S355>=S532 (hoch) 25-35% (hoch)
355 nm versus 532 nm
COPS: Einige Messbeispiele
PBL+CU
Vertikalwind
P B L - Entwicklung…
…und die zugehörigen Vertikalwinde
Vertikalprofile von Windrichtung und -Geschwindigkeit
stark-konvektiver Cumulus
Interessantes Ereignis
Heterogene Eisbildung
melting layer
Unkalibriertes Depol.-Verhältn. (710nm)
Thema 1 Thema 2PBL heterog. Eisbildung
COPS:
Bertha(Raman Lidar)
Wasserdampf
Nachtmessung,
1 min zeitl. Aufl.,60 m Höhenaufl.
Datenauswertung seit März 2008
• 1 Diplomandin arbeitet an der Auswertung der WiLi-Daten (PBL-Windstatistik)
• 1 Diplomand arbeitet an der Auswertung der Ramanlidar-Daten (Wasserdampf und
Temperatur)
• Ab Spätsommer zusätzlich ein Postdoc zur Windauswertung
Vielen Dank!
BERTHA, Heselbach, 532nm Rückstreusignal
PBL, sonniger Tag Staub
BERTHA, Wasserdampf Raman Lidar, Heselbach
SONDE
LIDAR, 20 min, 60 m Glättung LIDAR, 1 min, 240 m Glättung
LIDAR
LIDAR
532 nm Rückstreusignal
g/kg
Influence of Saharan dust and biomass burning smoke on cloud glaciationover the northern tropical Atlantic Ocean (Cape Verde) during SAMUM II
Veröffentlicht im Februar 2008
SAMUM II: 15 Jan – 14 Feb 2008, Praia, Kapverde (15oN, 23.5oW) …in Vorbereitung
Unsere bisherigen Arbeiten zur heterogenen Eisbildung
AC
Eis
Fallgeschwindigkeiten
CI
Bertha + Wili