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Contrail study with ground-based cameras

Schumann, Ulrich und Hempel, Rolf und Flentje, Harald und Garhammer, Markus und Graf, Kaspar und Kox, Stephan und Lösslein, H. und Mayer, Bernhard (2013) Contrail study with ground-based cameras. Atmospheric Measurement Techniques, Seiten 3597-3612. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-6-3597-2013. ISSN 1867-1381.

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Offizielle URL: http://www.atmos-meas-tech.net/6/3597/2013/amt-6-3597-2013.html

Kurzfassung

Photogrammetric methods and analysis results for contrails observed with wide-angle cameras are described. Four cameras of two different types (view angle < 90° or whole-sky imager) at the ground at various positions are used to track contrails and to derive their altitude, width, and horizontal speed. Camera models for both types are described to derive the observation angles for given image coordinates and their inverse. The models are calibrated with sightings of the Sun, the Moon and a few bright stars. The methods are applied and tested in a case study. Four persistent contrails crossing each other together with a short-lived one are observed with the cameras. Vertical and horizontal positions of the contrails are determined from the camera images to an accuracy of better than 200 m and horizontal speed to 0.2 m s−1. With this information, the aircraft causing the contrails are identified by comparison to traffic waypoint data. The observations are compared with synthetic camera pictures of contrails simulated with the contrail prediction model CoCiP, a Lagrangian model using air traffic movement data and numerical weather prediction (NWP) data as input. The results provide tests for the NWP and contrail models. The cameras show spreading and thickening contrails suggesting ice-supersaturation in the ambient air. The ice-supersaturated layer is found thicker and more humid in this case than predicted by the NWP model used. The simulated and observed contrail positions agree up to differences caused by uncertain wind data. The contrail widths, which depend on wake vortex spreading, ambient shear and turbulence, were partly wider than simulated.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/86509/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Contrail study with ground-based cameras
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schumann, UlrichDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-5255-6869NICHT SPEZIFIZIERT
Hempel, RolfDLR, SC-LtgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Flentje, HaraldDWD, HohenpeissenbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garhammer, MarkusLMU, MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Graf, KasparDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kox, StephanDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lösslein, H.LMU, MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mayer, BernhardLMU, MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.5194/amt-6-3597-2013
Seitenbereich:Seiten 3597-3612
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:contrails, CoCiP, ice-supersaturation
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Hinterlegt von: Ziegele, Brigitte
Hinterlegt am:10 Dez 2013 16:12
Letzte Änderung:14 Nov 2023 13:22

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