HAI PolWise, EInsatz des HAI-TDLAS Hygrometers in den POLSTRACC und WISE missionen auf HALO

• Antragsteller: Professor Dr. Volker Ebert
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316868214

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.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the "High Altitude and Long Range Research Aircraft" (HALO)