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Mass spectrometric measurements of relative humidity in contrails

Kaufmann, Stefan und Voigt, Christiane und Schäuble, Dominik und Schwarzenboeck, Alfons und Schlager, Hans und Zöger, Martin und Thronberry, Troy und Fahey, David (2012) Mass spectrometric measurements of relative humidity in contrails. 3rd International Conference on Transport, Atmosphere and Climate (TAC), 2012-06-25 - 2012-06-28, Prien am Chiemsee.

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Kurzfassung

While contrail formation requires environments which are at least saturated with respect to ice, a majority of in situ observations in contrails shows values clearly below ice saturation. The reasons for that systematic deviation might be caused e.g. by measurement biases in absolute humidity and temperature or by contrail dynamics. The formation of vortices within a wing span behind the aircraft, their descent and the interaction with the ambient atmosphere may cause a decrease in saturation and spatially very inhomogeneous RHi fields in contrails. In order to improve the instrumental uncertainties, we further developed an accurate and fast method for airborne humidity measurements in the upper troposphere, the Atmospheric Ionization Mass Spectrometer (AIMS) with in-flight calibration. Inside its ion source ambient water vapor is directly ionized and the produced water vapor clusters H3O+(H2O)n are detected with the mass spectrometer as a direct measure of absolute ambient humidity. The AIMS instrument is calibrated in-flight with a catalytic water vapor calibration source. The time resolution of better than 4 Hz allows for humidity measurements on horizontal scales of 50 m. This new method differs significantly from previously used airborne hygrometers. Therefore our observations could provide a complementary piece in the ice-saturation puzzle and new insights to the set of, obviously difficult, humidity measurements in the upper troposphere. Here, we present water vapor measurements in young contrails performed during the CONCERT2011 (CONtrail and Cirrus ExpeRimenT) campaign onboard the DLR research aircraft Falcon. We distinguish between contrail, cirrus and clear sky observations using information on the extinction and the mixing ratio of reactive nitrogen (NOy) detected onboard the Falcon. We find differences in the distributions of relative humidity over ice (RHi) inside and out of contrails in clear-sky and cirrus environments. Further we investigate RHi profiles from different contrail producing passenger aircraft, 2 Boeing 777 and an Airbus 321. In contrast to most previous observations, our measurements generally confirm simulated RHi distributions in aircraft exhaust plumes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/81133/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Mass spectrometric measurements of relative humidity in contrails
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kaufmann, StefanStefan.Kaufmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, ChristianeChristiane.Voigt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8925-7731NICHT SPEZIFIZIERT
Schäuble, DominikIASSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwarzenboeck, AlfonsLaMPNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlager, Hanshans.schlager (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zöger, MartinFXNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thronberry, TroyNOAANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fahey, DavidNOAANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2012
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:contrail, mass spectrometer, relative humidity
Veranstaltungstitel:3rd International Conference on Transport, Atmosphere and Climate (TAC)
Veranstaltungsort:Prien am Chiemsee
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:25 Juni 2012
Veranstaltungsende:28 Juni 2012
Veranstalter :DLR
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:ATM und Flugbetrieb (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AO - Luftverkehrsmanagement und Flugbetrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe
Hinterlegt von: Kaufmann, Stefan
Hinterlegt am:08 Feb 2013 16:57
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:47

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