Das Projekt "HAI PolWise, Einsatz des HAI-TDLAS Hygrometers in den POLSTRACC und WISE missionen auf HALO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Physikalisch-Technische Bundesanstalt durchgeführt. Das neue, multiphasenfähige TDLAS-Hygrometer HAI hat in den vergangenen vier Jahren in zahlreichen wissenschaftlichen Missionen (TACTS/ ESMVAL/ ML-CIRRUS/ ACRIDICON), Instrumentenvergleichen und sorgfältigen metrologischen Vergleichen seine einzigartigen Fähigkeiten unter Beweis gestellt. Während ML-CIRRUS wurden mit HAI erstmals mit einem einzigen Instrument und mit einzigartiger Zeitauflösung (120 Hz) ein simultaner Nachweis von Gesamt- (Eis+Gas) und Gasphasenwasser auf einem Flugzeug demonstriert. Während Acridicon-Chuva wurde in einer weiteren neuen Konfiguration erstmals der simultane Gasphasennachweis mit einer extraktiven und einer sampling-freien Open-path-Zelle erfolgreich realisiert und zur Untersuchung probennahme-bedingter Messunsicherheiten genutzt. HAI weist bis heute bei über 300 Flugstunden und über 300.000 Flugkilometer auf HALO eine nahezu 100%ige Zuverlässigkeit auf. Auch wurde mit HAI erstmals ein Flugzeughygrometer erfolgreich sowohl einem strengen Vergleich mit dem Primärfeuchtenormal der PTB, als auch (in AQUAVIT II) einem umfangreichen Vergleich mit nahezu allen wichtigen Flugzeughygrometern unterzogen. HAI hat damit erstmals eine metrologisch genau bekannte Absolutgenauigkeit und erlaubt darüber hinaus eine bisher noch nie realisierte Skalenverknüpfung zwischen Metrologie und Meteorologie, die alle HAI-Flugmissionen und die AQUAVIT-Vergleichskampagne mit der metrologisch definierten deutschen Feuchteskala verbindet und auf sie zurückführt. Der hier gestellte HAI-POLWISE-Antrag zielt darauf, den Einsatz des HAI-Hygrometers auch für die beiden kommenden HALO-Missionen POLSTRACC und WISE zu ermöglichen, und so hoch-genaue und räumlich sehr hoch aufgelöste Messungen des atmosphärischen Gasphasenwasser gehaltes, als auch die genaue und schnelle Bestimmung der relativen Luftfeuchte, zweier Schlüsselparameter der beiden Zielmissionen, zu ermöglichen. Das Projekt zielt auch darauf HAI weiter zu entwickeln und insbesondere eine schnellere Datenauswertung zu ermöglichen. HAI kann derzeit als ein Schlüsselinstrument von HALO angesehen werden, da viele essentielle wissenschaftliche Fragestellungen direkt mit einem besseren Verständnis der raumzeitlichen Dynamik der Wasserdampfverteilung in der UTLS verknüpft sind, und nur HAI, dank der 120 Hz Messfrequenz, auch bei Reisegeschwindigkeiten von 800km/h noch eine räumliche Auflösung von bis zu 30 cm ermöglicht, was eine Vielzahl neuartiger Studien erlaubt.
Das Projekt "Influence of aerosol composition on cloud formation: in-situ studies by mass spectrometric measurements onboard HALO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt durchgeführt. Many current topics in atmospheric science, especially those related to climate research, are closely connected to the chemical composition of aerosol and cloud particles. Examples are, amongst others, the interactions between aerosol particles and clouds, as well as the radiative and microphysical properties of mixed phase and cirrus clouds. For aircraft based chemical composition measurements of aerosol and cloud particles, a highly time-resolved technique is essential since the spatial variations of aerosol particles can be large, especially in the vicinity of clouds. Such a technique has not been available for aircraft use in the German science community. Therefore, we developed in the first phase of the SPP HALO (SCHN 1138/1-1) a new aircraft based single particle aerosol mass spectrometer (ALABAMA) and adapted a second, existing instrument (C-ToF-AMS) for aircraft use. Both instruments have been successfully operated on different research aircraft in 2008 and 2009 and delivered important data on volcanic aerosol, Arctic pollution plumes and urban megacity emissions. In the upcoming funding period of the SPP, we plan to operate the new instruments during the HALO missions ML-CIRRUS, ACRIDICON, and NARVAL, with emphasis on cirrus cloud residual composition, aerosol chemistry and aerosol-cloud interactions.