Entwicklung eines optischen Messgeräts zur Erfassung der Struktur von Eispartikeln sowie der winkelaufgelösten Streuung im sichtbaren Spektralbereich

Zur Untersuchung künstlicher Eiswolken in der AIDA-Kammer des Forschungszentrum Karlsruhe wurde ein neuartiges abbildendes Einzelpartikel-Nephelometer entwickelt. Es verwendet eine ultraschnelle Weißlicht-Blitzlampe zur Hellfeld-Beleuchtung einzelner luftgetragener Eiskristalle, die mit einer CCD-Kamera vergrößert abgebildet werden. Gleichzeitig wird die Streufunktion der Kristalle mit hoher Winkelauflösung gemessen. Zur Charakterisierung des Abbildungsteils wurden stabile eisanaloge Mikrokristalle verwendet, während die streuwinkelabhängigen dynamischen Bereiche der optischen Detektoren des Nephelometerteils mit luftgetragenen Glaskugeln bekannten Durchmessers ermittelt wurden. Zur Klassifizierung der mit einer maximalen Frequenz von 10 Hz anfallenden Eiskristall-Bilder nach Größe und ausgewählten Formparametern wurden spezielle Algorithmen zur Bildbearbeitung und -analyse implementiert. Abschließend wurde das Einzelpartikel-Nephelometer bei mehreren AIDA-Experimenten im Temperaturbereich zwischen -36°C und -4°C eingesetzt, um den Einfluss von Temperatur und Eisübersättigung auf den Habitus von Eiskristallen zu ermitteln, die entweder durch homogenes Gefrieren unterkühlter Wolkentröpfchen oder durch Zugabe von Impfkristallen erzeugt wurden. Die beobachteten Kristallformen stimmen sehr gut mit einem kürzlich veröffentlichten Morphologie-Diagramm atmosphärischer Eiskristalle überein.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2007

Author dc:creator

• Schön, Roland

Contributors dc:contributor

• Schurath, Ulrich

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/7188

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:7188