Aerosol from ground to Cloud Mobile Experiment - ACME

Überblick

Die noch im Aufbau befindliche nationale ACTRIS-Facility (ACTRIS NF) ACME ist eine mobile Anlage für die hochmoderne, umfassende bodengebundene Aerosolcharakterisierung in Kombination mit vertikalen In-situ-Messungen ausgewählter physikalischer Aerosol-, Wolken- und meteorologischer Eigenschaften bis zu einer Höhe von 1,5 km. Ein wesentliches Merkmal von ACME ist der modulare Aufbau, welcher einen hochflexiblen, weltweiten Einsatz unter verschiedenen klimatischen Bedingungen von den Tropen bis zu den Polarregionen ermöglicht, auch auf Forschungsschiffen. Alle bodengebundenen Instrumente sowie die notwendige (Daten-)Infrastruktur werden in einem Laborcontainer integriert, der bei Bedarf mit einem zweiten Lagercontainer und einem zeltartigen Hangar für einen kleinen Fesselballon o.ä. ergänzt wird. die Verwendung eines Zeltes für Teile der mobilen Anlage erhöht die Flexibilität in Bezug auf den Transport in die entlegensten Gebiete wie die Polarregionen. 

Für die vertikale Profilierung steht das BELUGA-System (Balloon-bornE moduLar Utility for profilinG the lower Atmosphere), basierend auf zwei verschiedenen Fesselballonen mit wissenschaftlichen Nutzlasten von bis zu 20 kg, zur Verfügung. Die Ballone ermöglichen lange Messzeiten von bis zu mehreren Stunden und damit auch Filterprobenahmen für spätere Offline-Untersuchungen.

Darüber hinaus können die Beobachtungen von ACME durch weitere Plattformen, wie UAV (Unmanned Aircraft Vehicles) oder mobile vernetzte und skalierbare Rucksack-Systeme ergänzt werden. Neben der vertikalen Profilierung kann damit (auch gleichzeitig) eine gleichzeitige, räumlich und zeitlich hoch aufgelöste 2-dimensionale Charakterisierung des Aerosolfelds am Boden erreicht werden. 

Da ACME die Nahfeld-Lücke vieler bodengebundener Fernerkundungsinstrumente füllt, stellt es eine ideale Ergänzung zu diesen dar. Für spezifische Kampagnen erlaubt ACME die hochflexible Integration weiterer Instrumente von TROPOS oder externen Partnern, z.B. zur chemischen Aerosolcharakterisierung oder zur Detektion wichtiger Spurengase. Ein kleiner Gittermast, der mit meteorologischen Geräten sowie Einlässen für Aerosolmessunge ausgestattet ist, wird die Anlage ergänzen.

Instrumentierung

Zur ACTRIS-konformen Standard Instrumentierung von ACME gehören:

• Aerodynamic Particle Sizer (APS, TSI 3321)
• Mobility Particle Size Spectrometer (MPSS, TROPOS)
• Condensation Particle Counter (CPC, TSI 3750)
• Nephelometer (AECOM Aurora 4000)
• Aethalometer (Aerosol Magee Scientific AE33)
• Cloud Condensation Nuclei Counter (CCNc, DMT CCN-100)
• Low-Volume-Sampler (LVS, Digitel)
• Cloud-Droplet Probe (CDP, at balloon, DMT CDP-2)
• Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) / Miniaturized Scanning Electrical Mobility Sizer (at Balloon, Brechtel mSEMS Modell 9404)

Zusätzliche Parameter sind:

• meteorologische Standard- und Turbulenz-Parameter (U, p, T, RH), sowohl bodengebunden, als auch als Nutzlast für Vertikalmessungen