Beiträge zur Messung des in der Atmosphäre gestreuten Sonnenlichtes

Abstract

Diese Arbeit beschreibt Systeme zur Messung des in der Atmosphäre der Erde gestreuten Sonnenlichtes. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hier auf die Messung der Polarisationseigenschaften des gestreuten Lichtes, da dies ein bisher wenig genutztes Potential zur Charakterisierung der Streuer hat. In den ersten Kapiteln wird eine Motivation zu den möglichen Einsatzgebieten dieser Messungen gegeben. Es folgen theoretische Grundlagen von polarisiertem Licht und eine chronologische Beschreibung der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Messsysteme. Die hierzu verwendeten optischen Instrumente können sowohl bodengestützt, als auch vom Flugzeug aus eingesetzt werden. Sie bauen auf ein modulares Multi-Sensor System auf und ermöglichen eine flexible Anpassung an die fortschreitenden und immer komplexer werdenden Anforderungen wissenschaftlicher Zielsetzungen im Themenbereich der optischen Fernerkundung. Abschließend werden beispielhaft Messungen präsentiert, die das Potential der entwickelten Instrumente demonstrieren. Insbesondere die Messung der zirkularen Polarisation ermöglicht nun die Untersuchung von Effekten, die so bisher nicht möglich war.

This work describes contributions to the measurements of the scattered sun light in the earth atmosphere. A focus will be the measurement of the polarization properties of scattered light. This will have a high potential impact to improve the charcterization of the light scattering particles within the atmosphere. After a short theoretical background a number of chronological sorted instrumental developments are described. The instrumentation can be used ground based and airborne. These Instruments are based on a modular multi sensor system which made it possible to follow and adapt them to the preceding and growing complexity of scientific objectives in the field of optical remote sensing. The different steps in this developments will be described and finally let to an universal radiation measurement system and an airborne multi-directional, multi-spectral polarimeter. This work will present examples of measurements and will give an outlook on what kind of applications will be possible in particular with the measurement of circular polarisation properties in future.