Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Entwicklung, Fertigung und Test zweier modularer und mobiler Lidarsysteme zur: Untersuchung troposph\u00e4rischer und stratosph\u00e4rischer Aerosole (Aerosol Raman Lidar, ARL) unter polaren und tropischen Umweltbedingungen zu Land und zur See; Untersuchung und Analyse troposph\u00e4rischen Ozons sowie zur Vorhersage von Ozonsmog, einsetzbar an stra\u00dfenzug\u00e4nglichen Me\u00dforten (kombiniertes System aus einem Differentellen Absorptions- und Streuungs-(DAS)-Lidar- und einem Sodar-Me\u00dfsystem); Aus-f\u00fchrung der Systeme nach Industriestandard bzgl. Planung, Design, Fertigung, Bedienbarkeit, Zuverl\u00e4ssigkeit, Sicherheit und Qualit\u00e4t; Verf\u00fcgbarkeit als kommerziell anbietbare Systeme hinsichtlich Nachbauten oder abgewandelter Systeme.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Projektdurchf\u00fchrung erfolgte in vier Projektphasen: Phase A: Vorentwicklung zur Erstellung einer Grobkonfiguration f\u00fcr beide Systeme; Phase B: Entwicklung und Festlegung der detaillierten Designs der Systeme; Phase C\/D: Fertigung, Integration und Test, abgeschlossen durch Auslieferung der Systeme an die wissenschaftlichen Partner. Unter Nutzung des modularen Designs beider Systeme konn-ten ARL\/DAS- Subsysteme zeitlich parallel an unterschiedlichen Orten auf Subsystemebene gefertigt und getestet werden. Die LIDAR Subsysteme wurden vor Ort bei den wissenschaftlichen Partnern (ARL: GKSS, AWI; DAS: IFU), und die infrastrukturellen Subsysteme von OHB in Bremen hergestellt. Daran anschlie\u00dfend wurden beide LIDAR-Subsysteme nach Bremen zu OHB transportiert, und unter Leitung von OHB auf Systemebene integriert und getestet. Phase E: Erprobung beider Systeme unter realisti-schen Einsatzbedingungen. Die Tauglichkeit des ARL-Systems f\u00fcr den Einsatz in polaren und tropischen Gebieten sowie auf See wurde erfolgreich w\u00e4hrend zweier Me\u00dfkampagnen nachgewiesen: ALBATROS, durchgef\u00fchrt auf dem Forschungsschiff Polarstern im Oktober\/November 96, w\u00e4hrend der Atlantikfahrt von Bremerhaven, \u00fcber Island, nach Punta Quilla, Argentinien. STRAIT 97, durchgef\u00fchrt am JPL Table Mountain Facility, Californien, Februar\/M\u00e4rz 97. Das DAS-System hat seine Tauglichkeit bzgl. Mobilit\u00e4t und Leistungsf\u00e4higkeit w\u00e4hrend zahlreicher Messungen auf der ILRC in Berlin und in der Umgebung des Fraunhofer Instituts f\u00fcr Atmosph\u00e4rische Umweltforschung in Garmisch-Partenkirchen nachgewiesen. Es wurde erfolgreich w\u00e4hrend der EU Kampagne VOLTALP zur Untersuchung des Ozon-Austausches in den Alpen eingesetzt, und \u00fcbertraf seine technischen Spezifikationen weit.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurden zwei mobile LIDAR-Me\u00dfsysteme, ARL und DAS, entwickelt und fertiggestellt, die den hohen wissenschaftlichen und technischen Zielsetzungen moderner und modularer Fernerkundungssysteme entsprechen. Erreicht wurde dies durch eine gelungene Kombination industrieller Projektf\u00fchrung und wissenschaftlicher Kompetenz. W\u00e4hrend der ALBATROS Kampagne auf dem Forschungsschiff Polarstern war das ARL auf See Temperaturen von unterhalb des Gefrierpunktes bis zu tropischer Hitze ausgesetzt. Die See war zum teil st\u00fcrmisch, mit starkem, meterhohen Wellengang. Das System erwies sich als sehr robust und zuverl\u00e4ssig, so da\u00df der wissenschaftliche Operator, neben wenigen Servicearbeiten, im wesentlichen nur Kontrollaufgaben zu erledigen hatte. Im rauhen Seebetrieb erwies sich der eigens entwickelte Akkommodationsrahmen als vorteilhaft, auf dem die gesamte LIDAR-Optik und Elektronik verwindungssteif und gegen\u00fcber Schwingungen ged\u00e4mpft integriert ist. W\u00e4hrend der gesamten Kampagne mu\u00dfte die LIDAR-Optik nicht nachjustiert werden. Nach Beendigung von ALBATROS wurde das ARL als regul\u00e4rer Transportcontainer per Schiff und LKW von S\u00fcdamerika nach Kalifornien, an den Standort der Kampagne STRAIT 97, versandt. Innerhalb von 24 h nach Anlieferung konnte das System als vollst\u00e4ndig operationell in Betrieb gehen, und wies dadurch seine geforderte Transporttauglichkeit nach. Neben den an der Kampagne beteiligten und international als Referenz geltenden Aerosol-Lidarsystemen der GSFC\/NASA (mobil) und des JPL (station\u00e4r) konnte sich das ARL als gleichwertig behaupten. Die w\u00e4hrend beider Kampagnen gewonnenen Me\u00dfdaten zeigten hohe Qualit\u00e4t und lassen nach ihrer vollst\u00e4ndigen Auswertung interessante Ergebnisse erwarten. Das System zeichnete sich in beiden Kampagnen durch einfache Bedienung, geringen Wartungsaufwand, Zuverl\u00e4ssigkeit und Robustheit aus. Das DAS-System wurde haupts\u00e4chlich in der Umgebung des Fraunhofer Instituts f\u00fcr Atmosph\u00e4rische Umweltforschung in Garmisch-Partenkirchen unter sommerlichen und winterlichen Bedingungen (auch l\u00e4nger anhaltender Frost) eingesetzt. Das System erwies sich als robust, zuverl\u00e4ssig und sehr wartungsarm. Als besonders vorteilhaft erwies sich der von OHB entwickelte und gefertigte Akkommodationsrahmen zur ged\u00e4mpften Aufnahme der Lidar-Optik und des Lasers. Auch nach l\u00e4ngerer und ersch\u00fctterungsvoller Fahrt mit dem System war keine Verstellung der Lidar-Optik nachzuweisen und somit keine Nachjustierung erforderlich. Im Rahmen dieser Messungen konnte die hohe Leistungsf\u00e4higkeit des DAS-System verifiziert werden: Z.B. wird die geforderte H\u00f6henreichweite bei exzellentem Signal- zu Rauschverh\u00e4ltnis und hoher Aufl\u00f6sung weit \u00fcbertroffen und die geforderte minimale Me\u00dfh\u00f6he erheblich unterschritten. Daher sind die aufgenommenen Me\u00dfdaten von sehr hoher Qualit\u00e4t und entsprechen sogar optimistischen Lidar-Signalsimulationen. Im Rahmen dieser Tests konnte das DAS-System weiter optimiert werden. Insbesondere wurde das Optik-Design weiter verfeinert und optimiert (z.B. Blendenpositionen im Polychromator, Synchronisation, Steuerung und Ausrichtung des Choppersystems zur Laser-Strahlaussendung, Automatisierung der Lidar-Signaljustierung) sowie die Software verbessert. Das DAS-LIDAR-System hat im April\/Mai 1997 an der EU VOLTALP-Kampagne zur Messung des vertikalen Ozon-Austausches in den Alpen teilgenommen. Weitere Vergleichsmessungen zwischen dem DAS-LIDAR-System und Flugzeug-LIDAR-Systemen sind im M\u00e4rz bis Mai 1997 w\u00e4hrend verschiedener Me\u00dfkampagnen zur Untersuchung spezifischer Boden-Luft-Ozon-Ph\u00e4nomene im Auftrag des Bayrischen Landesamtes f\u00fcr Umweltschutz durchgef\u00fchrt worden. Eine Auswertung der gewonnen Ozon-Me\u00dfdaten l\u00e4\u00dft – wie beim ARL-System – auch hier interessante Ergebnisse erwarten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ende Juni 96 wurden beide Systeme auf der 18th International Laser Radar Conference (ILRC), Berlin, einem internationalen Fachpublikum im Original vorgestellt und vorgef\u00fchrt. Die Pr\u00e4sentation wurde durch wissenschaftliche Konferenzbeitr\u00e4ge und Poster erg\u00e4nzt. Die umfangreiche und aktuelle Liste der Ver\u00f6ffentlichungen zu diesem Projekt ist im Abschlu\u00dfbericht enthalten.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die beiden entwickelten LIDAR-Systeme, ARL und DAS, wurden bei Vorf\u00fchrungen und Pr\u00e4sentationen von der interessierten Fachwelt positiv bewertet, und erf\u00fcllten w\u00e4hrend der durchgef\u00fchrten wissenschaftlichen Kampagnen alle technischen und wissenschaftlichen Anforderungen. Beide Systeme wer-den als kommerzielle Nachbauten kosteng\u00fcnstig angeboten. Die realisierte Modularit\u00e4t der Systeme erm\u00f6glicht auch g\u00fcnstige Angebote \u00fcber Systemkomponenten wie z.Bsp.: Lidar-Subsysteme, SODAR-Subsysteme und Infrastruktur-Subsysteme f\u00fcr mobile Me\u00dfeinrichtungen. Mit den Erfahrungen, die w\u00e4hrend des Projekts gesammelt wurden, k\u00f6nnen flexibel kundenspezifische L\u00f6sungen realisiert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Entwicklung, Fertigung und Test zweier modularer und mobiler Lidarsysteme zur: Untersuchung troposph\u00e4rischer und stratosph\u00e4rischer Aerosole (Aerosol Raman Lidar, ARL) unter polaren und tropischen Umweltbedingungen zu Land und zur See; Untersuchung und Analyse troposph\u00e4rischen Ozons sowie zur Vorhersage von Ozonsmog, einsetzbar an stra\u00dfenzug\u00e4nglichen Me\u00dforten (kombiniertes System aus einem Differentellen Absorptions- und […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[60,47,51,52,53],"class_list":["post-19744","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-bremen","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"01763\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-01763.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"2.516.272,89","dbu_projektdatenbank_firma":"OHB Umwelttechnologie GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Universit\u00e4tsallee 27","dbu_projektdatenbank_plz_str":"28359","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Bremen","dbu_projektdatenbank_p_von":"1994-04-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"1998-06-22 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 3 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0421\/22098-0","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Bremen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"9","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19744","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19744\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":32747,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19744\/revisions\/32747"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19744"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19744"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19744"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}