elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Measurements of metastable helium in Earth’s atmosphere by resonance lidar

Kaifler, Bernd und Geach, Christopher Peter und Büdenbender, Hans Christian und Mezger, Andreas und Rapp, Markus (2022) Measurements of metastable helium in Earth’s atmosphere by resonance lidar. Nature Communications, 13 (1). Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-022-33751-6. ISSN 2041-1723.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-33751-6

Kurzfassung

Monitoring and predicting space weather activity is increasingly important given society’s growing reliance on space-based infrastructure but is hampered by a lack of observational data. Airglow at 1083 nm from metastable helium He(23S) in the thermosphere has long been a target for remote-sensing instruments seeking to fill that gap; however, passive measurements of He(23S) fluorescence are limited by low brightness, and interpretation of these observations is complicated by the > 500 km depth of the He(23S) layer. Here, we demonstrate a lidar instrument that is able to stimulate and detect He(23S) fluorescence, and we present measured profiles of He(23S) density. These measurements provide crucial validation to space weather models, support predictions of peak number density ( ~ 1 cm−3) and the dependence of density on altitude, solar zenith angle, and season, and extend by a factor of 4 the maximum probed altitude range by an atmospheric profiling lidar. These measurements open the door for the development of more sophisticated lidars: by applying well-established spectroscopic lidar techniques, one can measure the Doppler shift and broadening of the He(23S) line, thereby retrieving profiles of neutral wind speed and temperature, opening a window for studying space weather phenomena.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188973/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Measurements of metastable helium in Earth’s atmosphere by resonance lidar
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kaifler, BerndDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5891-242XNICHT SPEZIFIZIERT
Geach, Christopher PeterSO, SKPNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Büdenbender, Hans ChristianDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8778-3172NICHT SPEZIFIZIERT
Mezger, AndreasDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rapp, MarkusDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-1508-5900NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Oktober 2022
Erschienen in:Nature Communications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1038/s41467-022-33751-6
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2041-1723
Status:veröffentlicht
Stichwörter:lidar, helium, thermosphere, space weather
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 - Mittlere Atmosphäre
Standort: Neustrelitz , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre
Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Institut für Solar-Terrestrische Physik > Solar-Terrestrische Kopplungsprozesse
Hinterlegt von: Kaifler, Dr. Natalie
Hinterlegt am:14 Okt 2022 09:52
Letzte Änderung:14 Okt 2022 09:52

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.