ACTOS

Das „Airborne Cloud Turbulence Observation System“ ACTOS

ACTOS ist eine als Außenlast an einem Hubschrauber betriebene Messplattform zur Untersuchung der atmosphärischen Grenzschicht. Die vergleichsweise geringe Fluggeschwindigkeit eines Hubschraubers erlaubt zeitlich und räumlich hochaufgelöste In-situ-Messungen bis in den Zentimeterbereich. ACTOS ist sowohl für Messungen unter wolkenfreien Bedingungen als auch für Einsätze in bewölkter Atmosphäre ausgelegt. Die Einsatzbedingungen von ACTOS umfassen Messflüge vom Boden bis in Höhen von etwa 3000 m unter nicht vereisenden Bedingungen. Der Betrieb in Wolken ist damit möglich, sofern diese ausreichend große Lücken aufweisen, die ein sicheres Durchfliegen erlauben. Dabei wird ACTOS an einem etwa 150 m langen Seil unterhalb des Hubschraubers geführt, sodass die Messplattform von oben in die Wolke eintauchen kann während sich der Hubschrauber sicher oberhalb der Wolke bewegt.

ACTOS ist mit einer umfangreichen Sensorik zur Erfassung dynamischer und thermodynamischer Größen sowie von Strahlungs-, Aerosol- und Wolkeneigenschaften ausgestattet (siehe “Instrumentierung”), kann jedoch flexibel an die spezifischen wissenschaftlichen Fragestellungen der jeweiligen Einsätze angepasst werden. Zentrale Messgrößen werden dabei häufig redundant durch mehrere Sensoren mit unterschiedlichen messtechnischen Charakteristika erfasst, um sowohl eine hohe Langzeitstabilität und Messgenauigkeit als auch eine hohe zeitliche und damit räumliche Auflösung sicherzustellen. Ergänzend zu den meteorologischen Parametern ist eine hochpräzise Bestimmung von Zeit, Position und räumlicher Lage der Messplattform erforderlich. Letztere ist insbesondere für die Transformation der gemessenen Windkomponenten in ein erdfestes Koordinatensystem und damit für die Bestimmung des vollständigen Windvektors von zentraler Bedeutung.

Zur Messplattform gehört zudem eine umfangreiche logistische Infrastruktur, einschließlich eines speziell ausgestatteten Seecontainers für Transport, Lagerung und den sicheren Betrieb während eines Messeinsatzes. Dadurch ist ACTOS grundsätzlich für den weltweiten Einsatz konzipiert und einsatzfähig.

Instrumentierung

ACTOS ist mit einer umfangreichen Sensorik zur Erfassung dynamischer und thermodynamischer Größen sowie von Strahlungs-, Aerosol- und Wolkeneigenschaften ausgestattet, kann jedoch flexibel an die spezifischen wissenschaftlichen Fragestellungen der jeweiligen Einsätze angepasst werden. Zentrale Messgrößen werden dabei häufig redundant durch mehrere Sensoren mit unterschiedlichen messtechnischen Charakteristika erfasst, um sowohl eine hohe Langzeitstabilität und Messgenauigkeit als auch eine hohe zeitliche und damit räumliche Auflösung sicherzustellen.

Ergänzend zu den meteorologischen Parametern ist eine hochpräzise Bestimmung von Zeit, Position und räumlicher Lage der Messplattform erforderlich. Letztere ist insbesondere für die Transformation der gemessenen Windkomponenten in ein erdfestes Koordinatensystem und damit für die Bestimmung des vollständigen Windvektors von zentraler Bedeutung.

Im Folgenden wird die typische Instrumentierung von ACTOS tabellarisch dargestellt wobei die Instrumentierung für jeden Einsatz entsprechend der wissenschaftlichen Fragestellung angepasst und erweitert werden kann.

 

Sensor (Meteorologie)ParameterSensor-TypHersteller
Ultraschallanemometer3D-Windvektor und virtuelle TemperaturCSAT3BHCampbell Scientific Ltd
INS/GNSS NavigationPosition, Bewegung und Lage im RaumiNAT-M200iMAR Navigation GmbH
Wiederstandsthermometer   (PT-100)Statische TemperaturSeries139Rosemount/ B.F. Goodrich
Kapazitiver DrucksensorStatischer DruckPTB220AVaisala Oyj
Kapazitiver FeuchtesensorRelative Feuchte und TemperaturHMP243Vaisala Oyj
Infrarot-AbsorptionshygrometerWasserdampf- und KohlendioxidkonzentrationLI-7500ALi-Cor Env.
Lyman-alpha HygrometerAbsolute Feuchten/aTROPOS
TaupunktspiegelTaupunkttemperaturTP-3MeteoLabor AG

Sensor (Strahlung)

Parameter

Sensor-Typ

Hersteller

Pyranometeraufwärts gerichtete kurzwellige Strahlungsdichte 

CMP22

Kipp & Zonen
 abwärts gerichtete kurzwellige Strahlungsdichte 

CMP22

Kipp & Zonen
Pyrgeometeraufwärts gerichtete thermische Strahlungsdichte 

CGR4

Kipp & Zonen

 

abwärts gerichtete thermische Strahlungsdichte 

CGR4

Kipp & Zonen

Sensor (Wolken)

Parameter

Sensor-Typ

Hersteller

PartikelVolumenMonitor

Flüssigwassergehalt und Partikeloberfläche

PVM-100A

Gerber Scientific Inc.
Tropfenspektrometer

Wolkentropfengröße und Anzahlkonzentration

CDP-2

Droplet Measurement Technologies, LLC

Sensor (Aerosol)

Parameter

Sensor-Typ

Hersteller

Partikelzähler (CPC)

Partikelkonzentration (> 14 nm)

TSI-3762

TSI Inc.

Partikelzähler (CPC)

Partikelkonzentration (> 9 nm)

TSI-3762

TSI Inc.

Größenspektrometer (SMPS)

Anzahlgrößenverteilung (8 – 350 nm)

mSEMS

Brechtel Inc.

Partikelzähler (CPC)

Partikelkonzentration (> 9 nm)

mCPC

Brechtel Inc.

Größenspektrometer (OPS)

Anzahlgrößenverteilung (150 – 3000 nm)

POPS

Handix Sci. 

Absorptionsphotometer

Absorptionskoeffizient

STAP

Brechtel Inc.

Bilder Galerie

  • ACTOS before take-off at Grantley Adams Internationa Airport /Barbados

    ACTOS before take-off at Grantley Adams Internationa Airport /Barbados

  • The Bell Long Ranger (National Helicopters, Canada) on Barbados

    The Bell Long Ranger (National Helicopters, Canada) on Barbados

  • ACTOS after take-off in Barbados

    ACTOS after take-off in Barbados

  • ACTOS and SMART-Helios over the Carribean Sea

    ACTOS and SMART-Helios over the Carribean Sea

  • ACTOS's view of a cumulus field

    ACTOS's view of a cumulus field

  • The pilot's view

    The pilot's view

  • ACTOS home

    ACTOS home

Kontakt