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Instrumente

Wir verwenden Satellitenmessungen um auf die Zusammensetzung der Atmosphäre zu schließen. Die genaue Kenntnis dieser Zusammensetzung ist sowohl für unsere Arbeiten wichtig als auch zum Beispiel für die Evaluierung von Chemie-Klimamodellen. Der europäische Forschungssatellit ENVISAT beherbergt die beiden in unseren Arbeiten verwendeten Instrumente MIPAS und SCIAMACHY. Der Satellit befindet sich seit 2002 in einer sonnensynchronen Umlaufbahn auf etwa 800 km Höhe mit einer Umlaufzeit von etwa 100 Minuten. Er deckt dabei die lokalen Sonnenzeiten 10:00 auf der Tagseite und 22:00 auf der Nachseite ab. Im April 2012 ging der Kontakt zu ENVISAT verloren, aber die zehn Jahre Meßzeit lieferten genügend Daten um tägliche globale Messungen auszuwerten.

Das SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) ist ein Spektrometer mit acht Kanälen vom UV Bereich (230 nm) bis hin zum nahen Infrarot (2300 nm). Die spektrale Auflösung ist gestaffelt und liegt bis auf eine Ausnahme zwischen 0.22 nm (UV) und 0.54 nm (IR). Das Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding (MIPAS) Instrument ist ein Infrarot Fourier-Transform-Spektrometer für Wellenlängen von 4150 nm bis 14600 nm mit einer spektralen Auflösung von 0.11 nm bis 1.33 nm. Das Gesichtsfeld beider Instrumente ist entlang der Fluglinie ausgerichtet, dabei "schaut" SCIAMACHY vorwärts und MIPAS rückwärts. Diese Konstellation erlaubt es uns, die Messungen beider Instrumente direkt miteinander zu vergleichen, da sie denselben Atmosphärenbereich in kurzen zeitlichen Abständen messen.

MIPAS und SCIAMACHY besitzen beide einen Meßmodus für die Mesosphäre und untere Thermosphäre (50...150km), der allerdings nur relativ selten betrieben wurde. Der MIPAS Modus für die obere Atmosphäre (UA - Upper Atmosphere) wurde alle 10 Tage eingesetzt und der Mesosphäre/untere Thermosphären (MLT - Mesosphere and Lower Thermosphere) Modus von SCIAMACHY zweimal im Monat, alle 30 Tage koordiniert mit den MIPAS UA Messungen. Dieses Schema erlaubt es uns, die Messungen in diesem Atmosphärenbereich einmal im Monat direkt und orbitweise zu vergleichen.

Erste Ergebnisse beinhalten die Teilchenzahldichte von Stickstoffmonoxid (NO) in der mittleren Atmosphäre, extrahiert aus den SCIAMACHY UV Spektren durch Messung der NO Gamma Banden. Wir können diese mit einer Höhenauflösung von fünf bis zehn Kilometern messen und die Ergebnisse sind in Einklang mit denen von MIPAS und von anderen Instrumenten, die NO in diesem Atmosphärenbereich messen.