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Airborne forward-pointing UV Rayleigh lidar for remote clear air turbulence detection: system design and performance

Vrancken, Patrick und Wirth, Martin und Ehret, Gerhard und Barny, Hervé und Rondeau, Philippe und Veermann, Henk (2016) Airborne forward-pointing UV Rayleigh lidar for remote clear air turbulence detection: system design and performance. Applied Optics, 55 (32), Seiten 9314-9328. Optical Society of America. doi: 10.1364/AO.55.009314. ISSN 1559-128X.

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Offizielle URL: http://ao.osa.org/abstract.cfm?URI=ao-55-32-9314

Kurzfassung

A high-performance airborne UV Rayleigh lidar system was developed within the European project DELICAT. With its forward-pointing architecture, it aims at demonstrating a novel detection scheme for clear air turbulence (CAT) for an aeronautics safety application. Due to its occurrence in clear and clean air at high altitudes (aviation cruise flight level), this type of turbulence evades microwave radar techniques and in most cases coherent Doppler lidar techniques. The present lidar detection technique relies on air density fluctuation measurement and is thus independent of backscatter from hydrometeors and aerosol particles. The subtle air density fluctuations caused by the turbulent air flow demand exceptionally high stability of the setup and in particular of the detection system. This paper describes an airborne test system for the purpose of demonstrating this technology and turbulence detection method: a high-power UV Rayleigh lidar system is installed on a research aircraft in a forward-looking configuration for use in cruise flight altitudes. Flight test measurements demonstrate this unique lidar system being able to resolve air density fluctuations occurring in light-to-moderate CAT at 5 km or moderate CAT at 10 km distance. A scaling of the determined stability and noise characteristics shows that such performance is adequate for an application in commercial air transport.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/107638/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Airborne forward-pointing UV Rayleigh lidar for remote clear air turbulence detection: system design and performance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vrancken, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2364-5576NICHT SPEZIFIZIERT
Wirth, MartinDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehret, GerhardDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barny, HervéTHALES AvionicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rondeau, PhilippeTHALES AvionicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Veermann, HenkNLR, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2016
Erschienen in:Applied Optics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:55
DOI:10.1364/AO.55.009314
Seitenbereich:Seiten 9314-9328
Verlag:Optical Society of America
Name der Reihe:Applied Optics
ISSN:1559-128X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atmospheric turbulence; Lidar; Turbulence; Lidar; Turbulence; Scattering, Rayleigh
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehrsmanagement und Flugbetrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Vrancken, Dr. Patrick
Hinterlegt am:14 Nov 2016 07:27
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:27

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