Es gibt nur wenige Daten über die physikalischen und chemischen Eigenschaften atmosphärischer eisnukleierender Partikel (INP), insbesondere auf Wolkenniveau. Bodengestützte INP Messungen reichen nicht aus, um ihre Auswirkungen auf Wolkenbildung und -eigenschaften zu verstehen, da in größeren Höhen andere Bedingungen vorherrschen. Daher besteht ein dringender Bedarf, Aerosolpartikel und insbesondere INP in größeren Höhen (von der Grenzschicht bis zur unteren Stratosphäre) zu sammeln und ihre Eigenschaften zu quantifizieren. Die luftgetragenen Filtersammler, die für diesen Zweck verwendet werden, müssen anspruchsvolle Anforderungen erfüllen, z. B. besonders leicht, luftdicht und für die Luftfahrt zugelassen sein.

HERA (High-volume flow aerosol particle filter sampler)

HERA wurde am TROPOS in enger Zusammenarbeit mit der enviscope GmbH als neuartiges Partikelsammelsystem entwickelt. Mithilfe dieses Systems werden, abhängig vom vorgeschalteten Einlass, Partikel im Größenbereich bis zu ca. 7 Mikrometer effizient auf Filtern abgeschieden. HERA besteht aus einer Sammeleinheit, die das Umschalten zwischen bis zu sechs verschiedenen Filtern erlaubt, und einer Pumpeneinheit, die Volumenflüsse von bis zu 100 L/min erzeugen kann. Hohe Volumenflüsse sind nötig, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, besonders seltene INPs zu sammeln. Die abgeschiedenen Partikel werden im Labor hinsichtlich ihrer eisnukleierenden Eigenschaften analysiert. Auf diesem Wege können sowohl die atmosphärischen Konzentrationen, als auch der Ursprung (z.B. biologisch oder mineralisch) der INP bestimmt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die gesammelten Partikel hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung sowie Morphologie zu untersuchen. HERA wurde erfolgreich 2018 während PAMARCMiP auf der Polar 5 des Alfred Wegener Instituts und 2021 während CIRRUS-HL auf HALO eingesetzt.

HALFBAC (High-volume and light-weight balloon-borne filter sampler)

HALFBAC wurde speziell für den Einsatz am Fesselballon entwickelt. Das besonders geringe Gewicht von ca. 4,5 kg erlaubt eine gleichzeitige Anwendung anderer Instrumente am Ballon, sodass Rückschlüsse zu Zusammenhängen zwischen INP Konzentrationen und anderen Messgrößen gezogen werden können. Der Einsatz mehrerer HALFBACs in unterschiedlichen bodennahen Schichten verspricht Einblicke in INP Transportprozesse. HALFBAC wurde 2021 erfolgreich am Auwaldkran in Leipzig sowie am Fesselballon BELUGA des TROPOS an der AWIPEV Station in Ny Ålesund auf Spitzbergen eingesetzt.