Authors:	Eckstein, Eva
Title:	Entwicklung eines Spektralradiometers zur Bestimmung von aktinischer Strahlung und Photolysefrequenzen in bewölkter Atmosphäre
Online publication date:	1-Jan-2002
Year of first publication:	2002
Language:	german
Abstract:	In dieser Arbeit wird ein neu entwickeltes Spektralradiometer zur Messung des solaren aktinischen Strahlungsflusses, speziell bei bewölkter Atmosphäre, vorgestellt. Das Meßsystem benutzt ein spezielles neu entwickeltes optisches Empfangssystem mit winkelunabhängiger Empfindlichkeit über den gesamten Raum (4pisr). Das Spektrometer besteht aus einem Gitterspektrographen und einer CCD-Kamera als Detektor, wodurch die schnelle simultane Messung eines Wellenlängenbereiches von 300nm bis 660nm ermöglicht wird. Zudem können Spektren von drei Empfangssystemen gleichzeitig aufgenommen werden, was zur höhenaufgelösten Messung des aktinischen Flusses verwendet wird. Photolysefrequenzen von Ozon, Stickstoffdioxid, und anderen für die troposphärische Chemie interessanten Molekülen werden mit Literaturdaten des molekularen Absorptionsquerschnitts und der Quantenausbeute und dem gemessenen aktinischen Strahlungsfluß berechnet. Zudem werden anhand von Spektren des aktinischen Flusses, die bei der Feldmeßkampagne BERLIOZ (BERLIn OZonexperiment) und bei Feldmessungen an einem 107m hohen Turm auf einem Berg (753m NN, Hunsrück) aufgenommen wurden, die Effekte unterschiedlicher Bewölkungssituationen untersucht. Als Ergebnis dieser Arbeit wurden verschiedene wellenlängenabhängige Effekte deutlich: bei partieller Bewölkung ist der aktinische Fluß am Erdboden gegenüber dem wolkenfreien Fall teilweise reduziert, aber auch erhöht, wobei diese Effekte mit zunehmender Wellenlänge größer werden. Oberhalb von Wolken ist der aktinische Fluß gegenüber dem wolkenfreien Fall erhöht. Dieser Effekt nimmt mit abnehmender Wellenlänge zu. This thesis presents a newly developed spectroradiometer for measuring actinic fluxes, especially under cloudy conditions. The new instrument incorporates a novel optical head with a 4pi-field of view independent of angle of incidence. The spectrometer consists of an imaging spectrograph and a ccd-detector, leading to fast andsimultaneous measurement of a wavelength range from 300nm to 660nm. Spectra from three optical heads can be measured concurrently, which allows determination of actinic flux at different heights. Photolysis frequencies of ozone, nitrogen dioxide and other molecules of relevance for atmospheric chemistry are calculated using literature absorption coefficients and quantum yields, and the measured spectra of actinic flux. The effects of various cloud conditions are analysed based on spectra measured during the field campaign BERLIOZ (BERLIn OZonexperiment) and during a further field experiment in the Hunsrück region on a 107m tower located on a hill (753m above sea level).The resulting effects are wavelengthdependent: scattered clouds lead to a reduction, but also to an enhancement of the actinic flux on the ground compared to clear sky. Both effects increase with increasing wavelength. Above clouds the actinic flux is enhanced compared to clear sky. This effect is more pronounced with decreasing wavelength.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3016
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-2948
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen