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Airborne temperature profiling in the troposphere during daytime by lidar utilizing Rayleigh–Brillouin scattering

Witschas, Benjamin und Lemmerz, Christian und Lux, Oliver und Marksteiner, Uwe und Reitebuch, Oliver und Schäfler, Andreas (2021) Airborne temperature profiling in the troposphere during daytime by lidar utilizing Rayleigh–Brillouin scattering. Optics Letters, 46 (17), Seiten 4132-4135. Optical Society of America. doi: 10.1364/OL.431350. ISSN 0146-9592.

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4MB

Kurzfassung

The airborne measurement of a temperature profile from 10.5 km down towards ground (about 1.4 km above sea level) during daytime by means of a lidar utilizing Rayleigh-Brillouin (RB) scattering is demonstrated for the first time, to our knowledge. The spectra of the scattered light were measured by tuning the laser (Lambda=354.9 nm) over a 11 GHz frequency range with a step size of 250 MHz while using a Fabry Perot interferometer as a spectral filter. The measurement took 14 min and was conducted over a remote area in Iceland with the ALADIN Airborne Demonstrator on-board the DLR Falcon aircraft. The temperature profile was derived by applying an analytical RB line shape model to the backscatter spectra, which were measured at different altitudes with a vertical resolution of 630 m. A comparison with temperature profiles from radiosonde observations and model temperatures shows reasonable agreement with biases of less than +/-2K. Based on Poisson statistics, the random error of the derived temperatures is estimated to vary between 0.1 K and 0.4 K. The work provides insight into the possible realization of airborne lidar temperature profilers based on RB scattering.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143672/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Airborne temperature profiling in the troposphere during daytime by lidar utilizing Rayleigh–Brillouin scattering
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Witschas, BenjaminDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-7993-1470NICHT SPEZIFIZIERT
Lemmerz, ChristianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lux, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-1491-0323NICHT SPEZIFIZIERT
Marksteiner, UweDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-4335-922XNICHT SPEZIFIZIERT
Reitebuch, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8503-0094NICHT SPEZIFIZIERT
Schäfler, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-6165-6623NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Juli 2021
Erschienen in:Optics Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:46
DOI:10.1364/OL.431350
Seitenbereich:Seiten 4132-4135
Verlag:Optical Society of America
ISSN:0146-9592
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Rayleigh-Brillouin scattering, Lidar, Temperature-Lidar, HSRL
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ADM III Forts.
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Witschas, Dr. Benjamin
Hinterlegt am:31 Aug 2021 10:16
Letzte Änderung:28 Jun 2023 14:02

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