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Messung eines spektral höchstaufgelösten extraterrestrischen UV-Spektrums

08.02.2017

Im Projekt ATMOZ, welches im Rahmen des Environment Calls 2013 im European Metrology Research Projects (EMRP) Programm gefördert wird, sollen Messmethoden erweitert und verbessert werden, um die Ozonsäule genauer bestimmen zu können. Dies ist insbesondere für die Überwachung der Erholung der Ozonschicht und der direkt damit zusammenhängenden Gesundheitsgefahr durch UV-Strahlung für den Menschen von grundsätzlicher Bedeutung. Die Arbeitsgruppe „Solarzellen“ der PTB hat im Zuge dieses Projektes ein Fourier-Transform-Spektroradiometer (FTS) weiterentwickelt, um die direkte relative solare spektrale Bestrahlungsstärke im Spektralbereich von 305 nm – 380 nm mit einer Auflösung von < 0.02 nm bestimmen zu können. Dies umfasste die Weiterentwicklung von Detektor und einer Glasfaser basierten Einkoppeloptik sowie deren umfassende Charakterisierung. Zusätzlich wurde ein sogenannter „Suntracker“ mit einem speziell angepassten Monitor-Filterradiometer aufgebaut, da die solaren UV-Spektren in Abhängigkeit vom Sonnenstand, d.h. der Wegstrecke der solaren Strahlung durch die Atmosphäre gemessen werden sollten.

Die Messungen wurden während einer Messkampagne im September 2016 am Izaña Observatorium auf Teneriffa durchgeführt. Die höchstaufgelösten relativen FTS-Spektren konnten gegen etablierte Referenzspektrometer verglichen und validiert werden. Über die Langley-Extrapolationsmethode konnte aus den FTS-Spektren das höchstauflösende relative extraterrestrische Spektrum bestimmt werden. Dieses Referenzspektrum dient als Grundlage für präzise Messungen zur Bestimmung der Ozonsäule mittels der etablierten UV-Spektroradiometer.

 

 

Bild 1: Sonnenaufgang am Izaña Observatorium auf Teneriffa. Auf einem Suntracker ist die Einkoppeloptik für das FTS sowie das Monitor-Filterradiometer und ein BTS2048-UV-S Spektroradiometer aufgebaut.