Bestimmung von Aerosoleigenschaften aus kombinierten Lidar-Sonnenphotometermessungen

Insbesondere unter tageslichtbedingungen sind Lidarmessungen nur bedingt geeignet, aussagekräftige Informationen zu Profilen der optischen und mikrophysikalischen Eigenschaften von Aerosolpartikeln zu liefern. Dies liegt am dem erhöhten Beitrag von Sonnenstrahlung zum Gesamtlidarsignal, wodurch sich das Rauschniveau erhöht und die Auswertung stärker fehlerbehaftet ist.

Im Rahmen der ACTRIS Initiative WP-20 beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Bodengebundene Fernerkundung mit der Kopplung von Lidar- und Sonnenphotometer-Messungen zur Verbesserung der Genauigkeit und Verfügbarkeit von Aerosolprofilen unter Tageslichtbedingungen.

Aufgabenschwerpunkte dabei sind

  • die Verbesserung der Tagestauglichkeit von Ramanlidar-Systemen.
  • die Erstellung kombinierter Lidar/Sonnenphotometer-Datensätze an ausgewähltenStationen in Europa, die sich im Einflussbereich verschiedener charakteristischer Aerosolquellenbefinden.
  • die Entwicklung von kombinierten Auswertealgorithmen zur verbesserten Quantifizierung der vertikalen Aerosolverteilung.

Im Jahr 2012 wurden dazu ausführliche Tests mit dem am Institut für Physik in Minsk entwickelten Algorithmus LIRIC (Lidar/Radiometer Inversion Code)durchgeführt. Anhand von EARLINET/AERONET-Messungen der Vulkanaschewolke des Eyjafjallajökull und von Saharastaub-Ereignissen am Standort Leipzig konnte das Potenzial dieser Methode zur Messung von Konzentrationsprofilen von Fein- und Grobstaubpartikeln gezeigt werden. Die Ergebnisse zeigten gute Übereinstimmung mit den Resultaten der am TROPOS entwickelten POLIPHON-Methode (Polarization Lidar Photometer Networking).