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Development of a Helium Resonance Lidar for the Upper Thermosphere

Geach, Christopher Peter und Kaifler, Bernd und Büdenbender, Hans Christian und Mezger, Andreas und Rapp, Markus (2023) Development of a Helium Resonance Lidar for the Upper Thermosphere. EGU General Assembly 2023, 2023-04-23 - 2023-04-28, Vienna, Austria.

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Kurzfassung

Resonance lidars targeting fluorescence lines of metallic layers in the mesosphere and lower thermosphere have long been used to measure profiles of wind and temperature [1], most recently achieving a maximum altitude of 300 km [2], but the rapidly decreasing densities of these metallic species prevents measurements at higher altitudes. An alternative, first proposed in 1997 [3], is an extension of this technique to metastable helium, which would increase the possible range of resonance lidar measurements to 1000 km or higher. Last year, for the first time, a helium resonance lidar system was realized at the German Aerospace Center (DLR) in southern Germany [4]. The initial measurements by this instrument, made last year between January and March, captured the first profiles of metastable helium density, extending to an altitude of 700 km. We present an overview of this lidar system; we report an update on its status, including the results of the second measurement campaign; and we discuss the potential for wind and temperature measurements given anticipated improvements to system performance. [1] Fricke, K. & von Zahn, U. (1985) Mesopause temperatures derived from probing the hyperfine structure of the D2 resonance line of sodium by lidar. J. Atmos. Terrestrial Phys. 47, 499–512. [2] Jiao, J., Chu, X., Jin, H., Wang, Z., Xun, Y., Du, L., et al. (2022). First lidar profiling of meteoric Ca+ ion transport from 80 to 300 km in the midlatitude nighttime ionosphere. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL100537. https://doi.org/10.1029/2022GL100537 [3] Gerrard, A. J., Kane, T. J., Meisel, D. D., Thayer, J. P. & Kerr, R. B. (1997) Investigation of a resonance lidar for measurement of thermospheric metastable helium. J. Atmos. Sol. Terrestrial Phys. 59, 2023–2035 [4] Kaifler, B., Geach, C., Büdenbender, H.C. et al. (2022) Measurements of metastable helium in Earth’s atmosphere by resonance lidar. Nat Commun 13, 6042 https://doi.org/10.1038/s41467-022-33751-6

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195200/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Development of a Helium Resonance Lidar for the Upper Thermosphere
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Geach, Christopher PeterSO, SKPNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaifler, BerndDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5891-242XNICHT 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:26 April 2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermosphere, lidar, remote sensing
Veranstaltungstitel:EGU General Assembly 2023
Veranstaltungsort:Vienna, Austria
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 April 2023
Veranstaltungsende:28 April 2023
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 - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik > Solar-Terrestrische Kopplungsprozesse
Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Geach, Christopher Peter
Hinterlegt am:30 Mai 2023 13:25
Letzte Änderung:24 Jun 2024 13:05

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