Atmospheric Measurement Techniques (Nov 2017)
The novel HALO mini-DOAS instrument: inferring trace gas concentrations from airborne UV/visible limb spectroscopy under all skies using the scaling method
- T. Hüneke,
- O.-A. Aderhold,
- J. Bounin,
- M. Dorf,
- M. Dorf,
- E. Gentry,
- E. Gentry,
- K. Grossmann,
- K. Grossmann,
- J.-U. Grooß,
- P. Hoor,
- P. Jöckel,
- M. Kenntner,
- M. Kenntner,
- M. Knapp,
- M. Knecht,
- D. Lörks,
- S. Ludmann,
- S. Ludmann,
- S. Matthes,
- R. Raecke,
- M. Reichert,
- J. Weimar,
- J. Weimar,
- B. Werner,
- A. Zahn,
- H. Ziereis,
- K. Pfeilsticker
Affiliations
- T. Hüneke
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- O.-A. Aderhold
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- J. Bounin
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- M. Dorf
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- M. Dorf
- now at: Max-Planck-Institute for Chemistry, Mainz, Germany
- E. Gentry
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- E. Gentry
- now at: Department of Astronomy and Astrophysics, University of California Santa Cruz, Santa Cruz, California, USA
- K. Grossmann
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- K. Grossmann
- now at: Joint Institute For Regional Earth System Science and Engineering (JIFRESSE), University of California Los Angeles, Los Angeles, California, USA
- J.-U. Grooß
- Forschungszentrum Jülich, Institute of Energy and Climate Research – Stratosphere (IEK-7), Jülich, Germany
- P. Hoor
- Institut für Physik der Atmosphäre, University of Mainz, Mainz, Germany
- P. Jöckel
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für die Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
- M. Kenntner
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- M. Kenntner
- now at: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für die Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
- M. Knapp
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- M. Knecht
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- D. Lörks
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- S. Ludmann
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- S. Ludmann
- now at: IFEU – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH, Heidelberg, Germany
- S. Matthes
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für die Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
- R. Raecke
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- M. Reichert
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- J. Weimar
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- J. Weimar
- now at: Physikalisches Institut, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- B. Werner
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- A. Zahn
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Meteorology and Climate Research, Karlsruhe, Germany
- H. Ziereis
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für die Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
- K. Pfeilsticker
- Institut für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
- DOI
- https://doi.org/10.5194/amt-10-4209-2017
- Journal volume & issue
-
Vol. 10
pp. 4209 – 4234
Abstract
We report on a novel six-channel optical spectrometer (further on called mini-DOAS instrument) for airborne nadir and limb measurements of atmospheric trace gases, liquid and solid water, and spectral radiances in the UV/vis and NIR spectral ranges. The spectrometer was developed for measurements from aboard the German High-Altitude and Long-Range (HALO) research aircraft during dedicated research missions. Here we report on the relevant instrumental details and the novel scaling method used to infer the mixing ratios of UV/vis absorbing trace gases from their absorption measured in limb geometry. The uncertainties of the scaling method are assessed in more detail than before for sample measurements of NO2 and BrO. Some first results are reported along with complementary measurements and comparisons with model predictions for a selected HALO research flight from Cape Town to Antarctica, which was performed during the research mission ESMVal on 13 September 2012.
