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Entwicklung von Messgeräten für spektrale Messungen

Die Messungen der solaren Strahlung erfolgen im optischen Spektralbereich, vom ultravioletten, über den sichtbaren bis hin zum nahen Infraroten. Aus diesen Messungen können Verteilungen atmosphärischer Parameter, wie z.B. Spurengase (wie Ozon), Luftschadstoffe, Wolken sowie der Einfluss der Strahlungsverteilung auf die menschliche Gesundheit abgeleitet werden. Die hierfür benötigten Messapparaturen werden auf ihre spezifischen Anforderungen hin selbst von der Arbeitsgruppe entwickelt, wie das in der Abb.1 dargestellte Messgerät MUDIS (multidirektionales Spektralradiometer), welches die spektrale Strahldichte aus unterschiedlichen Richtungen simultan messen kann. Seine hohe zeitliche und spektrale Auflösung der erfassten Strahldichte ist derzeit weltweit einmalig.

Abbildung 1: Das MUDIS-System. 1) Eingangsoptik 2) Faserbündel 3) Bildspektrometer 4) CCD Kamera

Zusätzlich zu der Entwicklung neuartiger Messgeräte werden neue Methoden zur Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung entwickelt um eine weltweite Vergleichbarkeit der Strahlungsmessungen mit hohen Qualitätsstandards zu gewährleisten (Beispiel sieh Abbildung 2). 

 

Die regelmäßige Qualitätskontrolle durch Kalibrierung der Messinstrumente beinhalten u.a. die Charakterisierung der Eigenschaften des Messgerätes und entspricht den weltweit anerkannten Richtlinien des „Network for the Detection of Atmospheric Composition Change„ (NDACC; McKenzie et al., 1997) oder der World Meteorological Organisation (WMO; Seckmeyer et al., 2001). In diesen Zusammenhang werden von der AGB internationale Vergleichsmesskampagnen durchgeführt wie im Sommer 2014 (siehe Abb.3), in welchen die Messgeräte im Hinblick auf deren spektrale Messgenauigkeit und technische Anforderungen überprüft werden.