Atmospheric profiling using the lidar technique

• Main Author: Filioglou, Maria
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2020
• Subjects: Kaukokartoitus; Aerosolit; Pilvet; Satelliitit; Arktis*
• Online Access: http://hdl.handle.net/10138/316033

Tässä väitöskirjassa tutkittiin ilmakehän pienhiukkasten ominaisuuksia ja niiden vaikutusta pilviin hyödyntämällä useiden kaukokartoitusmenetelmien synergiaa. Tutkimuksessa käytettiin pääasiassa PollyXT–lidar-mittalaitetta. Tutkimus jakautui kolmeen kokonaisuuteen: 1) Arvioitiin eri kalibrointimenetelmien aiheuttamaa epävarmuutta lidar-mittauksiin pohjautuvissa vesihöyryprofiileissa. 2) Määritettiin Suomessa ja Yhdistyneissä arabiemiirikunnissa tehtyjen mittausten avulla siitepölyn ja aavikkopölyn optiset ominaisuudet. 3) Selvitettiin miten erilaiset pienhiukkastyypit vaikuttavat erityyppisten pilvien muodostumiseen Arktisella alueella hyödyntämällä satelliittipohjaisia lidar- (CALIOP) ja tutkahavaintoja (CloudSat). Vesihöyrytutkimus osoitti, että tarkat lidar-havainnot vesihöyrystä vaativat tarkan kalibroinnin muiden mittausten avulla. Parhaaseen tulokseen päästään käyttämällä radioluotauksia samalta asemalta mutta niiden puuttuessa voidaan käyttää myös radioluotauksia lähiseudulta tai mallinnettuja vesihyöryprofiileja. Heikoin tulos saatiin satelliittihavaintoja käyttämällä, mutta niistäkin on apua parempien tietolähteiden puuttuessa. Siitepölymittaukset osoittavat, että siitepölytyyppien tunnistaminen lidar-mittausten avulla saatavien optisten ominaisuuksien perusteella on mahdollista, vaikkakin haastavaa. Tyyppien tunnistamiseksi mittauksista täytyy saada tietoa hiukkasten muodosta, koosta sekä kyvystä absorboida valoa. Lisäksi pitää varmistaa, että havaintoja eivät ole häirinneet muut ei-pallomaiset hiukkaset, kuten aavikkopöly, käyttämällä tietoa ilmamassojen kulkureiteistä. Mittaukset Arabian niemimaan aavikkopölystä paljastivat, että sen optiset ominaisuudet poikkeavat Saharan pölystä, etenkin lidarsuhteen osalta. Täten lidar-mittausten analyyseissa usein käytetty lidarsuhde aavikkopölylle ei vastaa Arabian niemimaan aavikkopölyä. Tutkimus pienhiukkasten ja pilvien vuorovaikutuksesta Arktisella alueella osoitti, että pienhiukkasten määrän kasvaessa pilvet, jotka sisältävät sekä vettä että jäätä, ...