Infrarot (FTIR) Messungen für die Validation von - IUP

Newsletter Nr. 5
Das Deutsche SCIAMACHY Validationsteam informiert
Fourier Transform- Infrarot (FTIR) Messungen
für die Validation von SCIAMACHY
Die FTIR Spektroskopie nutzt die Sonne oder auch den Mond als Quelle infraroter
Strahlung, um Absorptionsspektren aufzunehmen. Mit der FTIR Spektroskopie ist es
möglich, Säulendichten von bis zu 20 verschiedenen atmosphärischen Spurenstoffen
zu ermitteln. Durch diese grosse Vielzahl an simultan messbaren Parametern stellt die
FTIR Methode einen wichtigen Beitrag zur Validation von SCIAMACHY (Scanning
Imaging absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography) dar.
SCIAMACHY ist ein modernes Instrument zur Fernerkundung und wurde in
Zusammenarbeit mit den Niederlanden und Belgien als nationaler Beitrag zum
europäischen Umweltsatelliten ENVISAT (Environmenal Satellite) der Europäischen
Raumfahrtagentur (ESA) entwickelt, der Anfang März 2002 erfolgreich gestartet
wurde.
Die nördlichste FTIR- Station, die zur
Validation von SCIAMACHY genutzt
wird, ist die Koldewey Station in Ny
Ålesund, Spitzbergen (79°N).
Mondmessungen in Ny Alesund
Operator: AWI / IUP Bremen
Durch die von November bis Februar
dauernde Polarnacht sind Messungen,
die die Sonne als Strahlungsquelle
nutzen, nur von März bis Oktober
möglich. Um trotzdem atmosphärische
Spurengase während dieser Zeit
messen zu können, wurde das
Instrument so modifiziert, dass
Mondmessungen bei Vollmond (+/-2
Tage) durchgeführt werden können.
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Etwa 10° weiter Richtung Süden liegt
Kiruna,
Schwedens
nördlichste
Ortschaft. In Zusammenarbeit mit dem
Institut för Rymdfysik Kiruna (IRF)
betreibt das FZ Karlsruhe dort ein
weiteres FTIR Instrument, dass sich im
optischen Labor das IRF befindet.
Dieses Gerät wird zum Teil per Fernsteuerung von Karlsruhe aus betrieben.
FTIR-Sonnenfolger auf dem Dach des
optischen Labors in Kiruna, Schweden
Operator: FZ Karlsruhe
In Deutschland befinden sich zwei
weitere FTIR- Geräte, die zur
Validation von SCIAMACHY genutzt
werden. In Bremen am Institut für
Umweltphysik und auf dem höchsten
deutschen Berg, der Zugspitze. Das
FTIR auf der Zugspitze wird vom
Institut
für
Meteorologie
und
Klimaforschung, Bereich AtmosBlick vom neuen FTIR- Observatorium
in Bremen
Operator: IUP Bremen
phärische Umweltforschung (IMKIFU) aus Garmisch-Partenkirchen
mittels Fernsteuerung betrieben
Im Januar 2004 wird ein neues FTIR- Gerät in Bremen in Betrieb genommen, dass
ausschliesslich zur Untersuchung von atmosphärischen Spurenstoffen genutzt wird.
Am IMK-IFU in Garmisch wurde bereits ein weiteres FTIR Instrument in Betrieb
genommen.
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Dieses neue Gerät wurde wenige Kilometer von der Zugspitze entfernt installiert.
Neben den Ergebnisse, die auf der Zugspitze gewonnen werden können, steht nun
ein weiteres Instrumentarium für Langzeitmessungen zur Verfügung. Troposphärische Studien und die Validation von Satelliten stehen dabei im Vordergrund.
Die südlichste Ort, an dem ein FTIR zur Validation von SCIAMACHY eingesetzt
wird, ist das 2367 Meter über dem Meeresspiegel gelegene Izaña Observatorium auf
Teneriffa.
FTIR- Instrument auf Deutschlands
höchsten berg, der Zugspitze
Operator: IMK-IFU Garmisch
FTIR Container vor dem Pico del Teide auf
Teneriffa
Operator: FZ Karlsruhe
Neben den oben beschriebenen FTIR Bodenstationen ist ein weiteres FTIR Instrument
auf dem Deutschen Forschungsschiff FS Polarstern im Einsatz. Im Oktober und
November 2003 wurden während ANT XXI/1 Messungen zwischen Bremerhaven
und Kapstadt durchgeführt. Das Spektrometer ist für den Einsatz auf See in einen
speziell konstruierten 9 Tonnen schweren Container untergebracht, der sich auf dem
höchsten Punkt der Polarstern befindet.
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Der Sonnenfolger auf dem Dach des Containers ist in der Lage die Bewegungen des
Schiffes bis zu Windstärken von 7 Bft (Beaufort ) zu kompensieren. Die sorgfältige
und zeitaufwendige Aufbereitung des Spektrometers für den Einsatz an Bord eines
Schiffes wurde durch ein technisch einwandfrei arbeitendes Instrument während der
gesamten Schiffsreise belohnt. Durch gute Wetterbedingungen während der
Expedition war es möglich an 16 von 21 möglichen Tagen hochauflösende Spektren
zu erhalten. Diese Spektren werden zum Einen für Untersuchungen genutzt, die sich
mit der Abhängigkeit von atmosphärischen Spurengase mit der geographischen Breite
beschäftigen und zum Anderen für die Überprüfung der Datenqualität von ENVISAT.
Polarstern, Atlantic
Der weisse Container auf dem Peildeck, dass sich
über der Brücke befindet beinhaltet das FTIRSpektrometer
Operator: AWI / IUP Bremen
Der Höhepunkt im sozialen Leben während der Polarsternfahrt war die Äquatortaufe.
Noch nicht von Neptun getaufte „Äquatorüberfahrer“ müssen sich hierbei einer
traditionellen Taufzeremonie unterziehen, die für die Täuflinge nicht immer
angenehm ist. Das Küssen von undefinierbarem Schleim auf den Füssen von Neptuns
Frau Thetis beendet die Tortour und es dauert Tage, den Gestank von Fischblut von
der Haut zu bekommen.
Diese Arbeit wird vom Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) und dem
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziell unterstützt. Weiter
Informationen finden Sie unter: http://www.iup.physik.uni-bremen.de/gcvos.