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Aerosol and Vertical-velocity Profiling and Cloud Glaciation Observations during COPS

This project aims to characterize aerosol, determine its properties, study vertical wind in the boundary layer, investigate heterogeneous ice formation, and analyze the influence of aerosol particles on cloud glaciation. It includes measurements using multi-wavelength aerosol lidar and wind lidar. The project also involves the development of an inversion algorithm and validation using in-situ measurements. The study focuses on various campaigns such as COPS, INDOEX, SAMUM, and more.

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Aerosol and Vertical-velocity Profiling and Cloud Glaciation Observations during COPS

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Presentation Transcript

  1. Aerosol and vertical–velocity profiling and cloud glaciation observations during COPS Antragsteller: Albert Ansmann Messungen mit Mehrwellenlängen-Aerosol-Lidar und Windlidar während COPS Teilnehmer der Kampagne: Dietrich Althausen, Detlef Müller, Ronny Engelmann, Matthias Tesche, Patric Seifert, Julia Fruntke, Christin Herold, Luise Hentschel Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig

  2. Aerosol and vertical–velocity profiling and cloud glaciation observations during COPS Antragsteller: Albert Ansmann Beitrag zu ACM und SPP 1167 (2-Jahres Periode) • Aerosolcharakterisierung • Bestimmung geometrischer, optischer und mikrophysikalischer Eigenschaften (z.B.: Aerosol-Partikelanzahlkonzentration) von Aerosol und Wolken • Vertikalwind in der oberen Grenzschicht (bis zur Wolkenunterkante) • Heterogene Eisbildung • Untersuchung des Einflusses von Aerosolpartikeln und meteorologischen Bedingungen auf die Eisbildung in Wolken • Mehrere Saharastaub- und Waldbrand-Aerosolfahnen beobachtet DFG Antrag

  3. Messinstrumente Backscatter Extinction lidar-Ratio Temperature Humditiy profiling Apparatus (710 nm) Wind Lidar 3 Monate gemessen, 400-500 h an Messdaten

  4. 6 x beta2xsigma INDOEX, Malediven 1999-2000 SAMUM I, Marokko, Mai-Jun 2006 COPS, Schwarzwald, Jun-Aug 2007 SAMUM II, Kapverde, Jan/Feb+Mai/Jun 2008

  5. Inversionsalgorithmus Inversionsalgorithmus • Eingabeparameter: • 6 Rückstreukoeffizienten • 2 Extinktionskoeffizienten • Ausgabe: • Volumengrößenverteilung • Effektiver Radius • Gesamtvolumenkonzentration • Gesamtoberflächenkonzentration • Mittl. komplexer Brechungsindex • Einfachstreualbedo

  6. Validierung der Inversionsergebnisse mittels flugzeugetragener IN-SITU Messungen DLR Falcon COPS: Teilweise wird nur die Größenordnung der Partikelanzahlkonzentration angegeben werden können (100 cm-3, 1000 cm-3, 10000 cm-3)

  7. Bestimmung des Aerosoltyps Aerosoltyp Lidarverhältnis (sr) Depol.(%) Maritim S355=S532(gering) <5% (gering) StädtischS355>=S532 (hoch) <5% (gering) WaldbrandS355<S532(hoch) <10-15% (mittel) WüstenstaubS355>=S532(hoch) 25-35% (hoch) 355 nm versus532 nm

  8. COPS: Einige Messbeispiele

  9. PBL+CU Vertikalwind

  10. P B L - Entwicklung… …und die zugehörigen Vertikalwinde Vertikalprofile von Windrichtung und -Geschwindigkeit

  11. Interessantes Ereignis stark-konvektiver Cumulus

  12. Heterogene Eisbildung melting layer Unkalibriertes Depol.-Verhältn. (710nm)

  13. Thema 2 Thema 1 heterog. Eisbildung PBL

  14. COPS: Bertha (Raman Lidar) Wasserdampf Nachtmessung, 1 min zeitl. Aufl., 60 m Höhenaufl.

  15. Datenauswertung seit März 2008 • 1 Diplomandin arbeitet an der Auswertung der WiLi-Daten (PBL-Windstatistik) • 1 Diplomand arbeitet an der Auswertung der Ramanlidar-Daten (Wasserdampf und Temperatur) • Ab Spätsommer zusätzlich ein Postdoc zur Windauswertung

  16. Vielen Dank!

  17. BERTHA, Heselbach, 532nm Rückstreusignal PBL, sonniger TagStaub

  18. BERTHA, Wasserdampf Raman Lidar, Heselbach 532 nm Rückstreusignal SONDE LIDAR LIDAR g/kg LIDAR, 20 min, 60 m Glättung LIDAR, 1 min, 240 m Glättung

  19. Unsere bisherigen Arbeiten zur heterogenen Eisbildung Veröffentlicht im Februar 2008 SAMUM II: 15 Jan – 14 Feb 2008, Praia, Kapverde (15oN, 23.5oW) …in Vorbereitung Influence of Saharan dust and biomass burning smoke on cloud glaciation over the northern tropical Atlantic Ocean (Cape Verde) during SAMUM II

  20. Bertha + Wili AC CI Eis Fallgeschwindigkeiten

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