Motivation

Bei Ceilometern handelt es sich um einfache aber robuste Lidarsysteme. Üblicherweise werden Laserpulse  bei einer Wellenlänge erzeugt und deren aus der Atmosphäre rückgestreute Energie zeitlich bzw. vertikal aufgelöst empfangen. Ceilometer dienen ursprünglich der Detektion von Wolkenunterkanten, können aber auch für die Bestimmung von Aerosoleigenschaften verwendet werden. Neben PollyXT  ist das Ceilometer ein zentraler Bestandteil von LACROS und Cloudnet, um kontinuierlich Informationen zur Höhe von Wolken- und Aerosolschichten zu erhalten. Diese Information dienen einerseits reinen Aerosolstudien, werden aber auch für Untersuchungen der Aerosol-Wolken-Wechselwirkung benötigt.

Abbilung 1 zeigt ein Ceilometer vom Typ CHM-15k der Firma Jenoptik, wie es am TROPOS betrieben wird.

Eigenschaften des CHM-15k

Technische Spezifizierung:

• Genauigkeit: ± 5m
• Messprinzip: Optical LIDAR (solid state laser source) Laser Class 1M
• Messentfernung: 5 m - 15 km
• Auflösung der Rückstreuprofile: Standard: 15 m Optional: 5 m
• Hardware-Auflösung: 200 MHz sampling rate

Gelieferte Parameter:

• Wolkenbasishöhe (max. 5 Schichten, Standard: 3 Schichten)
• Bedeckungsgrad
• Wolkeneindringtiefe
• Vertikale Sichtweite
• Höhe der Mischungsschicht

Anwendung am TROPOS

Am TROPOS wird das Ceilometer für folgende Anwendungen benutzt:

• Im Rahmen von Cloudnet, um eine kontinuierliche Bestimmung der vertikalen Bewölkungsverteilung sowie deren mikrophysikalischer Eigenschaften zu ermöglichen.
• Im Rahmen von kombinierten Lidar-Sonnenphotometer-Techniken zur Bestimmung von Vertikalprofilen des Partikelrückstreukoeffizienten am Tage.
• Zur Abschätzung der Grenzschichthöhe, um bodengebundene in-situ Messungen von Aerosoleigenschaften besser interpretieren zu können.
• Während Messkampagnen mit ACTOS, um die Bewölkungs- und Aerosolsituation besser abschätzen zu können.