Systemarchitektur
Das mobile Messsystem KITcube ist modular aufgebaut. DIe Ursprungsidee des KITcubes war die hochaufgelöste Beprobung der Atmosphäre in einem gedachten Würfel „cube“.
Um die dazu nötigen Messungen durchführen zu können, ist die Hauptmessstation mit modernsten Fernerkundungssystemen und in situ Messinstrumenten ausgerüstet. Mesostationen „Meso stations“ und Sensornetzwerke erweitern das Messgebiet entsprechend der im Fokus stehenden Forschungsfragen auf einen Radius von etwa 100 km. Sie erlauben die Beobachtung der über das Untersuchungsgebiet variierenden Messgrößen.
Die Stationen sind hochgradig mobil, sodass die Standortauswahl primär nach der meteorologischen Eignung getroffen werden kann. Die Mesostationen und Sensornetzwerke werden vollautomatisch betrieben und wahlweise vom Hauptstandort oder der IT-Infrastruktur am KIT Campus Nord fernüberwacht. Standardisierte Prozesse und Strukturen ermöglichen die temporäre Integration von Messgeräten aus Atmosphärenbeobachtungssystemen unserer jeweiligen Projektpartner, z.B. zur Messung von Aerosolkomponenten oder Wasserisotopen. Des Weiteren ist die Prozessierung von Messdaten zur Nutzung in zeitkritischen Anwendungen möglich. Das ermöglicht systemübergreifende, koordinierte Instrumentensteuerung oder die Datenübergabe an Assimilierungssysteme für Wettervorhersagemodelle.
Messstationen
Hauptmessstation
Die Hauptmessstation (Abb. 1) ist die größte Beobachtungsstation im KITcube. Sie umfasst kontinuierlichen Messungen verschiedenster meteorologischer Größen. Als in situ-Messgeräte kommen eine Energiebilanzstation und ein Distrometer zum Einsatz. Passive Fernerkundungssysteme der Hauptmessstation sind ein Mikrowellenradiometer für Temperatur- und Wasserdampfprofile, eine Wolkenkamera, ein GNSS Wasserdampfsensor und ein Photometer. Als aktive Fernerkundungssysteme werden ein Doppler Lidar für Windmessungen, ein Wolkenradar und ein Ceilometer eingesetzt. Zusätzlich werden während intensiver Beobachtungszeiträume Radiosondierungen durchgeführt.
Neben den Messgeräten umfasst die Hauptmessstation auch Büro- und Werkstatt-Infrastruktur zur Überwachung der Messungen rund um die Uhr und zur Vorbereitung von Radiosondierungen (Abb. 2). Die Hauptmessstation ist auch Anlaufpunkt für Wartung und Reparaturen der umliegenden Messstationen.
Mesostation
Eine Mesostation (Abb. 3) besteht aus einem Doppler Lidar für Windprofile, einem DIAL für Wasserdampfprofile, einer Wolkenkamera, einer mobilen meteorologischen Station für Messungen von Temperatur, Druck, Wind, Feuchte und Niederschlag nahe der Oberfläche, sowie einem Distrometer.
Weitere Stationen
Weitere Stationen werden passend zu den örtlichen Gegebenheiten und Untersuchungszweck individuell zusammengestellt. Beispiele sind Radarstationen (Abb. 4), Energiebilanzstationen (Abb. 5), zusätzliche Radiosondenstationen oder Stationen des Distrometernetzwerks (Abb. 6).
