Original paper
Lidar Research Network Water Vapor and Wind
Wulfmeyer, Volker; Bauer, Hans-Stefan; Crewell, Susanne; Ehret, Gerhard; Reitebuch, Oliver; Werner, Christian; Wirth, Martin; Engelbart, Dirk; Rhodin, Andreas; Wergen, Werner; Giesen, Adolf; Grassl, Hartmut; Huber, Günter; Klingenberg, Hans; Mahnke,
Meteorologische Zeitschrift Vol. 12 No. 1 (2003), p. 5 - 24
published: Mar 17, 2003
DOI: 10.1127/0941-2948/2003/0012-0005
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Abstract
This paper reports on a workshop which took place on April 08/09, 2002 at the University of Hohenheim, Stuttgart, Germany. During this workshop, laser and lidar experts as well as experts in atmospheric sciences came together. The goals of this workshop were to establish an interdisciplinary network on lidar research, to develop operational reference systems for water vapor and wind lidar measurements and to demonstrate the significant impact of water vapor and wind lidar systems on climate and weather research. The main result was the setup of an interdisciplinary expert network "Lidar research water vapor and wind". This network is responding to large gaps in our knowledge of the global water vapor and wind distribution and shall improve weather and climate research. The network has mainly the following objectives: 1) The development of high-performance, high-power laser transmitters for wind and water vapor measurements based on novel pump laser designs, 2) research on efficient frequency conversion techniques of the high-power pump light into wavelengths required for water vapor and wind lidar systems, 3) the development of an operational reference water vapor differential absorption lidar system, also as a demonstrator for space borne missions like the Water Vapor Lidar Experiment in Space (WALES), 4) the performance of observation system simulation experiments (OSSEs) in order to demonstrate the impact of lidar data on nowcasting and short-range weather forecast, 5) the extension of the application of current and future lidar data in combination with other instruments for process studies, 6) the design of future field studies including a new generation of remote sensing systems. The network shall investigate key questions in atmospheric sciences, particularly, the role of water vapor in the Earth's weather and climate system by the application of lidar systems with unprecedented accuracy, resolution and range. Am 8. und 9. April 2002 fand ein Arbeitstreffen an der UniversitÄt Hohenheim in Stuttgart statt. Bei diesem Treffen kamen erstmals Experten aus der Hochleistungslasertechnologie sowie aus der Lidar- und AtmosphÄrenforschung zusammen. Die Ziele dieses Treffens war der Aufbau eines Netzwerks Lidarforschung, die Entwicklung operationeller Lidar-Referenzsysteme fÜr Wasserdampf- und Windmessungen und die Demonstration des signifikanten positiven Einflusses dieser Systeme auf die Wetter- und Klimaforschung. Das Hauptresultat war die GrÜndung eines transdisziplinÄren Expertennetzwerkes ,,Lidarforschung Wasserdampf und Wind". Dieses Netzwerk hat es sich zur Aufgabe gemacht, die gewaltigen LÜcken in unserem Wissen Über die globalen Wasserdampf- und Windfelder zu schließen und signifikante Fortschritte in der Wetterund Klimaforschung zu erzielen. Im Einzelnen hat das Netzwerk die folgenden Zielsetzungen: 1) Die Entwicklung von Hochleistungslasertransmittern fÜr Wind- und Wasserdampfmessungen, 2) die Entwicklung von effizienten Frequenzkonversionstechniken, um die fÜr Wind- und Wasserdampf-Lidar-Messungen erforderlichen Frequenzen zu erreichen, 3) der Aufbau eines operationellen Wasserdampf-Differential Absorption Lidar-Systems auch als Demonstrator fÜr Weltraummissionen wie das Water Vapor Lidar Experiment in Space (WALES), 4) die DurchfÜhrung von Observation System Simulation Experiments (OSSEs) zur Demonstration des signifikanten positiven Einflusses der Lidar-Daten auf die Kurz- und Mittelfristwettervorhersage, 5) die Ausweitung der Anwendung von Lidar-Daten in Synergie mit anderen Instrumenten bei Prozessstudien, 6) die Konzeption zukÜnftiger Messkampagnen unter BerÜcksichtigung der neuesten Generation von Fernerkundungssystemen. Durch die Anwendung von Lidar-Systemen mit bisher unerreichter Auflösung, Reichweite und Genauigkeit soll das Netzwerk SchlÜsselprozesse in der AtmosphÄre untersuchen, insbesondere die Rolle der Wasserdampfes im Wetter- und Klimasystem der Erde.