Portable Ice Nucleation Experiment
Instrument (PINE)

Entwickelt in Zusammenarbeit mit:

PINE - Genaue Messung der INP-Konzentration

Eiskernbildende Partikel (INP) sind die Quelle für die primäre Eisbildung in Wolken. Ihre Konzentration hat daher einen entscheidenden Einfluss auf die zeitliche und räumliche Verteilung von Niederschlägen und wirkt sich auch stark auf das Klima aus. PINE ermöglicht die genaue Messung der INP-Konzentration und bietet damit Forschern und Meteorologen einen einzigartigen und wertvollen Einblick in die zeitliche Entwicklung der INP. Alternative Technologien bieten weder eine minimale Automatisierung der Benutzereingaben noch die Empfindlichkeit für die große Bandbreite atmosphärischer INP-Konzentrationen über einen breiten Temperaturbereich bei hoher zeitlicher Auflösung und unter Bedingungen, die für eine Reihe von Wolkentypen relevant sind. Darüber hinaus liefert PINE Informationen über die gesamte Aerosolkonzentration.

Anwendungen

Messung der Konzentration von Eiskernpartikeln für die Beobachtung der Atmosphäre und des Klimas
Wolkenphysik-Forschung

PINE:

Das erste Instrument, das automatisch Langzeitreihen von INP-Konzentrationen mit hoher Empfindlichkeit, zeitlicher Auflösung und in einem breiten Temperaturbereich misst.

Wie es funktioniert

Das Kernelement von PINE ist ein luftdichter Behälter, der auf eine bestimmte Temperatur gekühlt werden kann. Durch ein Ventil an der Oberseite wird Luft in die Kammer gesaugt und durch eine Pumpe an der Unterseite gefördert. Der Druck in der Kammer wird dann reduziert. Dadurch sinkt die Temperatur und es kommt zu einer adiabatischen Ausdehnung. Die Kammer ist temperaturgesteuert, so dass Messungen zwischen 0 und -60 °C durchgeführt werden können. Der Frostpunkt in der Kammer wird gemessen und die Luftfeuchtigkeit in der Kammer wird kontrolliert, um sicherzustellen, dass sich kein Frost an den Wänden der Kammer bildet. Der Nachweis erfolgt, indem die Partikel durch einen optischen Partikelzähler (OPC) geleitet werden, der die Partikelanzahl und den aerodynamischen Partikeldurchmesser aufzeichnet.

Betriebsarten

1. Eintauchmodus:

Es bildet sich eine Wolke in der Kammer, da sich flüssige Wolkentröpfchen auf dem Aerosol bilden. Handelt es sich bei dem Aerosol um ein INP, wird das Wassertröpfchen komprimieren und ein Eiskristall entstehen, der viel größer als Wassertröpfchen ist.

2. Super-Sättigungsmodus:

Wenn die Temperatur in der Kammer sinkt, friert der Wasserdampf direkt auf den Aerosolpartikeln ein. Diese Partikel unterscheiden sich wiederum in ihrer Größe von den Aerosolpartikeln und sind daher nachweisbar.

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