Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut f�r Atmosph�renphysik

Fachgebiet: Atmosph�renphysik

Betreuer: Prof. Dr. Markus Rapp



Diplom Physikerin Irina Strelnikova
(e-mail: strelnikova@iap-kborn.de )

Messungen mesosph�rischer Aerosolpartikel mit H�henforschungsraketen und Radars

Die Erdatmosph�re ist t�glich einem Fluss von ~50 Tonnen meteoritischen Materials ausgesetzt, welches in einem H�henbereich von ~70-100 km verdampft. Dieses verdampfte Material bildet zum einen die bekannten Metallatomschichten und zum anderen kleine nanometergro�e Meteorstaubteilchen (MSP). Von diesen wird vermutet, dass sie unter den Bedingungen der kalten polaren Sommermesopause die Nukleationskeime f�r Eispartikel bilden, welche als leuchtende Nachtwolken (NLC) bzw. als Polare Mesosph�ren Sommerechos (PMSE) beobachtet werden.

In diese Arbeit wurden zwei neuen Messmethoden entwickelt und erfolgreich angewandt. Die eine Methode basiert auf einem raketengetragenen Instrument zur direkten Messung in der Mesosph�re, w�hrend die andere Methode auf Messungen mit besonders leistungsstarken Radar-Ger�ten zur bodengebundenen Fernerkundung der Aerosole beruht.

Das raketengetragene Instrument kombiniert einen sogenannten Faraday-Cup mit einer Xenon-Blitzlampe, die zur Photoionisation der nachzuweisenden Partikel dient. Damit durchgef�hrte Messungen best�tigen erstmalig die Existenz der MSP in der gesamten Mesosph�re, was bisher nur von Modellen vorhergesagt wurde. Diese Methode wurde ferner zur Messung mesosph�rischer Eispartikel eingesetzt, wobei die ersten direkten Messungen der Volumendichte solcher Partikel mit bisher unerreichter vertikaler Aufl�sung durchgef�hrt werden konnten. Ferner erlaubt diese Technik die gleichzeitige Messung von Eis- und Meteorstaubteilchen w�hrend eines Raketenfluges.

Ebenso gelang der erstmalige Nachweis von MSP in Radarmessungen, womit gezeigt wurde, dass MSP prinzipiell mit Fernerkundungsmethoden beobachtet werden k�nnen. Aus diesen Messungen wurden mittlere Radien sowie Anzahldichten der geladenen Teilchen bestimmt. Die Ergebnisse dieser Messungen mit dem Arecibo-Radar in Puerto Rico zeigen eine gute �bereinstimmung mit Modellen und anderen unabh�ngigen Messungen mit Raketen.

Schlie�lich wurde die Theorie der PMSE in dieser Arbeit mit zwei unabh�ngigen und neuen Radarmethoden best�tigt.