Charakterisierung der Eyjafjallajökull-Aschewolke über München mittels Lidarmessungen Matthias Wiegner, Silke Groß, Volker Freudenthaler, Josef Gasteiger, Franziska Schnell Ludwig-Maximilians-Universität Meteorologisches Institut (MIM) DACH 2010, Bonn, 22.September 2010
Einordnung des Eyjafjallajökull-Ausbruchs unerwartetes Ereignis erheblicher Einfluß auf Wirtschaft (Flugverkehr) (wissenschafts)politisch heikel sofortige Reaktion erforderlich tatsächlich: Lidarmessungen existent Keine Wirkung auf das (globale) Klima
Das europäische Netzwerk EARLINET
Ausbreitung der Aschewolke Modellrechnungen: Position der Wolke am Freitag,16. April, 18 UTC v.l.n.r.: Flexpart (SO 2 ), EURAD (PM, 3 km), EURAD (PM, 5 km) später auch COSMO-ART für DWD
Die Münchner Lidarsysteme MULIS POLIS YALIS EARLINET EARLINET Wellenlänge [nm] 1064, 532, 355 355 1064 Depolarisation 532 355 Raman-Kanäle 607, 387 387 Reichweite 20 km 15 km 15 km Auflösung 7.5 m 7.5 m 15 m Betrieb Experte trainierte Person automatisch Entwickler MIM MIM JenOptik EARLINET: European Aerosol Research Lidar Network
Das Lidarpotenzial Höhe, Erstreckung, interne Struktur der Asche-Schicht Optische Eigenschaften (Extinktion, Streuung, Depolarisation, ) Physikalische Eigenschaften (Größe, Form, Masse, )
Ankunft über München 16. April, 17 Uhr UTC Zeitspanne: 17 UTC (16. April) bis 24 UTC (17. April); bis 13 km ü. Grd.
Ankunft über München oben: MULIS (Lidar) unten: YALIS (Ceilometer)
Optische Charakterisierung Rückstreukoeffizient: dafür Rayleigh-Kalibrierung erforderlich Extinktionskoeffizient: dafür Raman-Methode erforderlich Lidarverhältnis: Extinktionskoeffizient/Rückstreukoeffizient Depolarisationsverhältnis: dafür Kalibrierung erforderlich alle Größen sind wellenlängenabhängig!
Optische Charakterisierung 17. April: 2 Uhr und 7 Uhr
Optische Charakterisierung Auswertung: Silke Gross
Optische Charakterisierung Auswertung: Silke Gross
Aerosol-Klassifizierung Auswertung: Silke Gross
Aerosol-Klassifizierung Auswertung: Silke Gross
Mikrophysikalische Charakterisierung Größe der Partikel (Aerosolgrößenverteilung) Material der Partikel (Brechungsindex) Form der Partikel (kugelförmig/nicht-kugelförmig) Masse der Partikel (Masse pro Luftvolumen; PM10 ) Nicht direkt (per Fernerkundung) bestimmbar! Inversion aus optischen Parametern (nicht eindeutig!)
Mikrophysikalische Charakterisierung detailliert in Gasteiger et al. (fast fertig)
Mikrophysikalische Charakterisierung? = M/a p [in g/m2] Median: ca. M=1mg/m3 detailliert in Gasteiger et al. (fast fertig)
Nebenbemerkung: Sonnenfotometer AERONET 380 nm 532 nm 1020 nm
Nebenbemerkung: Sonnenfotometer AERONET 380 nm 532 nm 1020 nm
Erinnerung an die Lidarmessungen Auswertung: Silke Gross
Die europäische Skala EARLINET (European Aerosol Research Lidar Network) Messungen der Asche-Wolke an ca. 20 europäischen Stationen Bereitstellung von Quicklooks, fast in Echtzeit Tägliche Reports an das Volcanic Ash Advisory Center Präsentation weitergehender Ergebnisse auf zahlreichen Tagungen
Die globale Skala CALIPSO Satelliten-Lidar (Start: 4/2006) nachts: südwärts tags: nordwärts zeitl. Abstand: 100 min 1064 nm 532 nm (depol)
Die globale Skala Auswertung: Franziska Schnell
Die globale Skala Auswertung: Franziska Schnell
Vorletzte Folie Entwicklung der Aschewolke über München nachgewiesen Charakterisierung erfolgreich (nicht abgeschlossen) Abschätzung der Massekonzentration (im Maximum) Vergleich mit Flugzeugmessungen Verknüpfung Lidar Ceilometer sowie Lidar - Transportmodelle Bestimmung von Massenkonzentrationen
Vielen Dank für s Zuhören The financial support for the improvement of the EARLINET infrastructure by the European Commission under grant RICA-025991 is gratefully acknowledged. Ferner Dank für die Unterstützung der DFG im Rahmen der Forschergruppe SAMUM