Bodengestützte Fernerkundung der Urbanen Grenzschicht (Urban Boundary Layer, UBL)

Das UCO Berlin verfügt über zwei Doppler-LiDAR-Systeme (Modell Streamline XR von Halo Photonics). Die Scanner-Einheit ermöglicht komplexe Scan-Muster in der oberen Hemisphäre. Die Messsysteme liefern Profile der Rückstreuintensität von Aerosolen und Wolken, der Doppler-Geschwindigkeit und daraus abgeleitet Profile der horizontalen Windgeschwindigkeit und Windrichtung sowie Informationen zur atmosphärischen Turbulenz.

Die Abbildung zeigt ein vertikales Profil (bis 3 km Höhe) der Windgeschwindigkeit und -richtung für 24 Stunden an einem Sommertag. In der Nacht ist ein Maximum der Geschwindigkeit zu erkennen, welches als Low Level Jet bezeichnet wird.

Wolkenhöhe, Bedeckungsgrad und Aerosolschichten werden mit Ceilometern (CHM 15k von Lufft) an den Standorten Grunewald und TUB Campus Charlottenburg erfasst, welche zum E-Profile Netzwerk der europäischen Wetterdienste EUMETNET gehören. Das CHM 15k verwendet als Messprinzip die LiDAR-Methode (Light Detection And Ranging), d.h. kurze Lichtimpulse mit einer Wellenlänge von 1064 nm werden in die Atmosphäre emittiert, wo sie von Aerosolen, Tröpfchen und Luftmolekülen gestreut werden. Der reflektierte Teil des Lichts, der auf das Ceilometer trifft, wird weiter analysiert. Die Reichweite beträgt 15 km, die vertikale Auflösung der prozessierten Daten liegt bei 15 m und die zeitliche Auflösung beträgt 15 s. Daten vom TU Campus in Charlottenburg können hier angesehen werden.

Ein Mikrowellenradiometer (HATPRO-G5 von RPG Radiometer Physics GmbH) liefert vertikale Profile der Lufttemperatur und absoluten Feuchte bis 10 km Höhe. Diese Profile sowie der integrierte Flüssigwassergehalt (LWP; Liquid Water Path) und der integrierte Wasserdampfgehalt (IWV; Integrated Water Vapor) werden aus Messungen der Strahlungstemperatur in 14 Kanälen, d.h. sieben Frequenzen zwischen 22.24 und 31.4 GHz (K-Band; Wasserdampfband) und sieben Frequenzen entlang des Sauerstoffkomplexes zwischen 51 und 58 GHz (V-Band; Sauerstoffband) abgeleitet.

Seit Ende 2022 ist ein X-Band Doppler-Wetterradar mit Dual-Polarisation (GMWR-25-DP von GAMIC) zur Erforschung des Niederschlags in Betrieb. Das Wetterradar ist auf dem Dach des Wasserturms auf dem Steglitzer Fichtenberg installiert. Der Turm gehört zum Institut für Meteorologie der FU Berlin, welches das Radar gemeinsam mit dem Fachgebiet Klimatologie (TU Berlin) betreibt. Es hat ein Reichweite von 100 km.

Livebilder des Wetterradars sind hier zu sehen. Diese Bilder zeigen die gemessene Reflektivität, d.h. die durch Hydrometeore (Wassertropfen, Schneekristalle, Hagel- und Graupelkörner) zurückgestrahlte elektromagnetische Strahlung bei 9410 MHz. Das Wetterradar macht einen Volumenscan mit sieben Elevationen sowie einen RHI-Scan in Richtung des TU Campus Charlottenburg innerhalb von 5 Minuten. Die Livebilder zeigen den 360 Grad Scans bei einer Elevation von 1 Grad.