γ⊥

-

γE

E

Beobachtungsrichtung

⊥

||

θ||

+

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0.11

0.12

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Wah

rsch

einl

ichk

eits

dich

te

Streuwinkel θ [°]

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Wirk

ungs

grad

der

Str

euun

g

ni = 0

ni = 1

ni = 0.1

Gr¡enparameter x

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Streuwinkel Θ [ o ]

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

Wah

rsch

einl

ichk

eits

dich

te

500 1000 1500 2000Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Tra

nsm

issi

on

ρστ

φ ψ Ω1

2

3

4

ν = 2

ν = 3ν =

1 3657 cm -1

1595 cm -1 3756 cm -1

PC

einfallendes

Licht

Glasfaserkabel

Teleskop

Spektrometer

A

B

D

C

E

CCD-KameraController

Spektrometer-Ende

einzelneGlasfasern

Teleskop-Ende

Elektrode

Isolator

p-dotierter Halbleiter

Potentialkurve

Phase 2Phase 3

1 2 3 1 3 12

Zellenlnge

Phase 1

0 Zyklus

1/6 Zyklus

2/6 Zyklus

Phase 3

Phase 2

Phase 1

Elektrodenspannung

Zeit in Bruchteilen eines vollstndigen Zyklus

0 1/6 2/6 3/6 4/6 5/6 6/6

α

∆

Hohlspiegel

Lichtleiterbndel

h d

f

x

0

200

400

600

800

1000

1200

746 748 750 752 754

Gra

uwer

t

Kanalnummer

0

2000

4000

6000

8000

0 200 400 600 800 1024

Gra

uwer

t

Kanalnummer

0

2000

4000

6000

0 50 100 150 200 256Kanalnummer

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 50 100 150 200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 50 100 150 200

Kanal-Nr.

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

0 200 400 600 800 1000

Gra

uwer

t

2

3

4

5

6

7

8

9

0 200 400 600 800 1000

Kanal-Nr.

Gra

uwer

t

0 200 400 600 800 1000Kanal-Nr.

0

2

4

6

8

10

∆GD

S300 305 310

Kanal-Nr.

105

110

115

120

125

Gra

uwer

t

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

600 800 1000 1200 1400 1600

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

Wellenlnge [nm]

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

600 800 1000 1200 1400 1600

Rel

ativ

er F

ehle

r

Wellenlnge [nm]

0 5000 10000 15000Grauwert

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

Line

aris

ieru

ngsf

akto

r

i=100i=300i=500i=700

linG ( t )

t0 tt

2t

1

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

1 10 100 1000

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

Belichtungszeit [ms]

1

2

3

4

5

0.01

0.1

1

1 10 100 1000 10000

Belichtungszeit [ms]

0

100

200

300

400

500

600

700

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

Wellenlnge [nm]

0

10

20

Gra

uwer

t

30

40

50

60

70

500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Gra

uwer

t

0

50

100

150

200

250

500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Wellenlnge [nm]

0

0.05

0.1

0.15

0.2

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

0

0.05

0.1

0.15

0.2

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

Wellenlnge [nm]

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

Rel

ativ

er F

ehle

r

0.1

500 600 700 800 900 1000 1100 1200

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

500

Rel

ativ

er F

ehle

r

600 700 800 900 1000 1100 1200

Wellenlnge [nm]

Mittelwert der

Lampensignale

( )λv

G( )λv

( )λv

G v ( i ) G n( i )

λv

Fraunhofer-

Kalibration

λF

( i )

λv ( i ) nλ ( i )

Argonspektrum

Me¡signalLampensignal

Me¡signal

L( λ)

Interpolation

auf λ ( i )v

Eichdatei

der

Lampe

Eichfaktor

G

geeichtes

Me¡spektrum

k

L

( )

Dunkelstrom

vorher

Lampensignal

korrigiertes

Lampensignal

korrigiertes

whrend des

Fluges

Dunkelstrom

Argonspektrum

Lampensignal

nachher

Dunkelstrom

G( i )

Me¡signal

korrigiertes

Lineari-

sierung

Argon-Kalibration Argon-Kalibration

Lineari-

sierung sierung

Lineari-

Kalibrations-

tabelle

Kalibrations-tabelle

6˚W

6˚W

5˚W

5˚W

4˚W

4˚W

48˚ 00'N 48˚ 00'N

48˚ 30'N 48˚ 30'N

49˚ 00'N 49˚ 00'N

49˚ 30'N 49˚ 30'N

.

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

0.7

0.8

0.9

1.0

Tra

nsm

issi

onsg

rad

200 250 300Temperatur [ K ]

0

10

20

Hh

e [ k

m ]

0 500 1000 1500Druck [ hPa ]

0

10

20

0 2 4 6ρw [ g/m

3 ]

0

10

20

Falcon

RaSoRaSoRaSo

Falcon Falcon

600 700 800 900 1000Wellenlnge [nm]

0

20

40

60

80

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

O2

O2

Flughhe: 5,2km

H2O α

H2O ρστH2O 0,8µ

Zirrus

Flughhe: 8,2km

600 700 800 900 10000

100

200

300

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

H

Ca

Stratokumulus

Flughhe: 4,5km

600 700 800 900 10000

2

4

6

8

10

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ] Ozean

600 700 800 900 10000

2

4

6

8

10

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

600 700 800 900 10000

100

200

300

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

600 700 800 900 10000

20

40

60

80

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600Wellenlnge [nm]

0

10

20

30

40

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000

20

40

60

80

100

120

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600Wellenlnge [nm]

0

10

20

30

40

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000

20

40

60

80

100

120

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

H2O φ

O2

H2O ψ

2200 2250 2300Me¡zeit [s]

0.010

0.011

0.012

Ref

lexi

onsv

erm

gen

0 1000 2000 3000 4000Me¡zeit [s]

0.00

0.01

0.02

0.03

Ref

lexi

onsv

erm

gen

2450 2550 2650 2750 2850Me¡zeit [s]

A B

A B

2200 2250 2300Me¡zeit [s]

5.16

5.18

5.20

5.22

5.24

Hh

e [ k

m ]

2500 2600 2700 2800Me¡zeit [s]

5.16

5.18

5.20

5.22

5.24

A B

600 800 1000Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ant

eil a

m G

esam

tfehl

er

600 800 1000Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Signalvariation

KalibrationDunkelstrom

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlänge [nm]

0

500

1000

1500

2000

Sol

arer

Flu

ß [

W

m2

µm ]

0 30 60 90 120 150 180Streuwinkel Θ [ o ]

1

10

100

kontinentalmaritimurban

0 30 60 90 120 150 180

0.00

0.01

0.10

Pha

senf

unkt

ion

P(Θ

)

600 900 1200 1500Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0 Extinktionskoeffizient σ

*e

600 900 1200 1500Wellenlänge [nm]

0.4

0.6

0.8

1.0

Ein

fach

stre

ualb

edo

ω

600 650 700 750 8000

2

4

6

8

10

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

600 650 700 750 8000

2

4

6

8

10

800 850 900 950 10000

1

2

3

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

800 850 900 950 10000

1

2

3

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

660 680 700 720 740Wellenlnge [nm]

2

3

4

5

6

7

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

660 680 700 720 740Wellenlnge [nm]

2

3

4

5

6

7

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

770 790 810 830 850Wellenlnge [nm]

1

2

3

770 790 810 830 850Wellenlnge [nm]

1

2

3

850 900 950 1000Wellenlnge [nm]

0

1

2

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

850 900 950 1000Wellenlnge [nm]

0

1

2

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1050 1100 1150 1200 1250Wellenlnge [nm]

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1050 1100 1150 1200 1250Wellenlnge [nm]

0.0

1.0

1250 1350 1450 1550Wellenlnge [nm]

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

1250 1350 1450 1550Wellenlnge [nm]

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

α-Bande 0,8 µ-Bande

ρστ-Bande φ-Bande

ψ-Bande

α-Bande 0,8 µ-Bande

ρστ-Bande φ-Bande

ψ-Bande

α-Bande 0,8 µ-Bande

ρστ-Bande φ-Bande

ψ-Bande

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

0.0

0.5

1.0

1.5

L / L

δ=0,

275

0

0,1

0,2

0,2750,3

0,4

0.0 0.1 0.2 0.3

5km

1km

0.4δaero

0.36

0.38

0.40

0.42

0.44

0.46

L 1148

nm /

L10

52nm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.40.68

0.70

0.72

0.74

L 817n

m /

L78

0nm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.40.62

0.64

0.66

0.68

L 720n

m /

L68

0nm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4δaero

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

L 1348

nm /

L12

70nm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.40.34

0.36

0.38

0.40

0.42L 93

5nm /

L87

7nm

0.0 0.1 0.2 0.3 0.40.26

0.28

0.30

0.32

L 761n

m /

L75

2nmα

O2 A

0,8µρστ

φ

ψ

600 800 1000 1200 1400 1600

1

2

3

L / L

1km

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

600 800 1000 1200 1400 16001

2

3

4

L / L

kont

inen

tal

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

-0.5

0.0

0.5

1.0

Str

ahld

icht

e [

W

m2

sr µ

m ]

urban maritim

urban

maritim

600 800 1000 1200 1400 1600Wellenlnge [nm]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5L

/ L5,

2km

0 2 4 6 8 10Flughhe [km]

0.35

0.40

0.45

0.50

L 1148

nm /

L10

52nm

φ

0 2 4 6 8 100.25

0.30

0.35

L 761n

m /

L75

2nm

O2 A

0 2 4 6 8 100.62

0.64

0.66

0.68

L 720n

m /

L68

0nm

α

0 2 4 6 8 10Flughhe [km]

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

L 1348

nm /

L12

70nm

ψ

0 2 4 6 8 100.30

0.35

0.40

0.45

0.50

L 935n

m /

L87

7nm

ρστ

0 2 4 6 8 100.68

0.70

0.72

0.74

L 817n

m /

L78

0nm

0,8µ

0 2 4 6 8 10Flughhe [km]

0.32

0.34

0.36

0.38

0.40

L 935n

m /

L87

7nm

0 2 4 6 8 10Flughhe [km]

0

1

2S

trah

ldic

hte

[ W

m2

sr µ

m ]

0.00 0.01 0.10 1.00Albedo

1

2

3

4

L / L

δ=0

λ=1148nmλ=1052nm

0.00 0.01 0.10 1.00Albedo

1

2

3

4

L / L

δ=0

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0.00 0.01 0.10 1.00Albedo

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0.37

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0.41

0.42

L 1148

nm /

L 1052

nm

1km

2km

3km

4km5km7km10km

0.00 0.01 0.10 1.00Albedo

0.36

0.37

0.38

0.39

0.40

0.41

0.42

L 1148

nm /

L 1052

nm

δaero=0δaero=0,1δaero=0,2δaero=0,3δaero=0,4

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4δaero

0.37

0.39

0.41

0.43

0.45

L 1148

nm /

L10

52nm

φ0 %

0,1%

0,2%

0,3%