Aktive Fernerkundung (Lidar)

Das Integrated Path Differential Absorption Lidar (IPDA) Verfahren im nahen infraroten Spektralbereich besitzt das Potential, Treibhausgas-Säulen vom Flugzeug oder Satelliten aus mit bisher unerreichter Genauigkeit zu bestimmen. Das IPDA-Verfahren nutzt Laserstrahlung auf zwei unterschiedlichen Wellenlängen, die vom zu messenden Gas unterschiedlich absorbiert werden und von sog. hard targets, d.h. entweder vom Boden oder Wolkenoberkanten, zurückreflektiert werden.

IPDA unterdrückt zu einem Großteil den Einfluss von Wolken bzw. Aerosolteilchen auf die Messung, der die Genauigkeit von passiven Fernerkundungsverfahren begrenzt. Darüber hinaus kann dieses Verfahren sowohl bei Tag als auch bei Nacht und über alle Breitengrade hinweg eingesetzt werden, da es nicht von Sonnenstrahlung abhängig ist.

Images of CHARM-F and IPDA Lidar Principle

Die Abbildung zeigt das IPDA Prinzip vom Flugzeug oder Satelliten aus
sowie ein Foto vom CHARM-F System an Bord des Forschungsflugzeugs HALO.

Das IPDA-Verfahren wird auch bei der deutsch-französischen Klimamission MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission) eingesetzt, die im Jahr 2021 gestartet werden soll. In diesem Zusammenhang wurde am DLR-Institut für Physik der Atmosphäre ein Flugzeug getragener Demonstrator namens CHARM-F entwickelt, der in der Lage ist, beide Treibhausgase (CO2 und CH4) gleichzeitig zu messen. CHARM-F ist eines der Hauptinstrumente, die während der Messkampagne auf HALO geflogen werden.

CHARM-F wurde im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes entwickelt, getestet und für den Flugzeugeinsatz zertifiziert. Erste Flugzeugmessungen  (s. Literaturzitate) haben die Einsatzmöglichkeiten dieses Systems bewiesen, so dass es für die Ziele von AIRSPACE einen großen Gewinn darstellt.