JOYCE - Jülich ObservatorY for Cloud Evolution

JOYCE ist ein einzigartiges Observatorium zur Beobachtung von Wolken. Obwohl sie uns fast täglich begegnen, sind die räumliche Struktur, aber auch das "Innenleben" (die sogenannte Mikrophysik) von Wolken höchst aktuelle Forschungsthemen. Wann, wo und unter welchen atmosphärischen Bedingungen sich Wolken bilden ist mit aktuellen Wetter- und Klimavorhersagemodellen nur schwer vorherzusagen. Aber gerade das Vorhandensein von Wolken entscheidet darüber, ob Niederschlag entstehen kann und ob es sich an der Erdoberfläche erwärmt oder abkühlt.

JOYCE will die Prozesse der Wolkenentstehung und Wolkenentwicklung erforschen. Dazu wird derzeit am Forschungszentrum Jülich eine Vielzahl an Instrumenten aufgebaut, die über viele Jahre hinweg kontinuierlich Wasserdampf, Wolken und Niederschlag beobachten sollen. Nur durch solche Beobachtungen ist es letztlich möglich, Wolken in Wetter- und Klimamodellen besser vorherzusagen.

Mit Hilfe der JOYCE Instrumente ist es möglich, Eigenschaften von Wolken vom Boden aus zu bestimmen, d.h. ohne dass man durch sie hindurchfliegen muss. Durch das Aussenden und Empfangen von Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen (optisch, infrarot, mikrowelle) kann man Informationen über die räumliche Ausdehnung, den Wassergehalt, die Tropfengröße usw. der Wolke erhalten. Die wichtigsten JOYCE Instrumente sind in alle Raumrichtungen schwenkbar, so dass ein Eindruck über die dreidimensionale Struktur der Wolken gewonnen werden kann.

JOYCE ist eingegliedert in den DFG Sonderforschungsbereich Transregio32 Patterns in Soil-Vegetation-Atmosphere Systems - Monitoring, modelling and data assimilation der Universitäten Aachen, Bonn, Köln und des Forschungszentrum Jülich. Hauptziel dieses Forschungsvorhabens ist ein besseres Verständis der Wechselwirkungen zwischen Boden, Vegetation und Atmosphäre durch räumlich- und zeitlich-hochaufgelöste Messungen und Modellierungen der entscheidenen Prozesse.

JOYCE Messungen

Aktuelle und vergangene Messungen von JOYCE finden Sie in unserem "Quicklook-Browser". Eine Beschreibung der einzelnen Instrumente finden Sie weiter unten.

JOYCE Instrumente

Die meisten JOYCE Instrumente befinden sich auf dem Dach des Instituts für Energie und Klimaforschung 8 am Forschungszentrum Jülich (50°54'30.77'' N, 6°24'48.73" E, 109 m MSL). Die Kerninstrumente von JOYCE sind:

Atmospheric Emitted Radiance Interferometer AERI
  • misst Infrarotstrahlung spektral-hochaufgelöst
  • Ableitung von Wolkentropfengröße, optischer Dicke von Wolken, Temperatur- und Feuchteprofil
  • Details und Messzeitreihen hier
Ceilometer
  • sendet und empfängt Lichtpulse im nahen Infrarotbereich
  • Ableitung von Wolkenhöhe und Erkennung von Aerosolschichten
  • Details und Messzeitreihen hier
Wolkenradar MIRA
  • sendet und empfängt Pulse von Mikrowellenstrahlung in beliebiger Raumrichtung
  • Ableitung von Wolkendicke und Wolkenstruktur
  • Details und Messzeitreihen hier
Infrarot Pyrometer
  • misst breitbandige Infrarotstrahlung im atmosphärischen Fenster
  • Wolkendetektierung, Bestimmung von Wolkenuntergrenzentemperatur
  • Details hier
Mikrowellenradiometer HATPRO
  • misst Mikrowellenstrahlung, die die Atmosphäre von sich gibt
  • Ableitung von Temperaturprofil, Feuchteprofil, Flüssigwassergehalt der Wolken
  • Details und Messzeitreihen hier
Mikro Regen Radar MRR
  • misst das Dopplerspektrum von Niederschlagsteilchen
  • Ableitung des Tropfengrößenspektrums und daraus die Regenrate am Boden
  • Details und Messzeitreihen hier
Sodar
  • sendet und empfängt akustische Pulse
  • misst den Windvektor bis in 400 m Höhe
  • Details und Messzeitreihen hier.
Total Sky Imager TSI
  • fotografiert die gesamte obere Hemisphäre
  • Ableitung von Wolkenbedeckungsgrad und Wolkendicke
  • Details und Messzeitreihen hier
Strahlungssensoren
  • Pyranometer zur Erfassung der abwärtsgerichteten solaren (kurzwelligen) Strahlung (direkt und diffus)
  • Pyrgeometer zur Vermessung der abwärtsgerichteten thermischen (langwelligen) Strahlung
  • Aktinische-Fluss-Spektrometer (UV-Bereich) zur Vermessung von Photolysefrequenzen
  • Details und Messzeitreihen hier
MAX-DOAS
  • misst gestreutes Sonnenlicht bei unterschiedlichen Elevationswinkeln
  • Ableitung von Spurengas(HCHO, O4, NO2)- und Aerosolprofilen
Meteorologischer Messturm (120 m)
  • Temperatur, Feuchte und Windmessungen in 8 Höhen
  • Aufwärts- und abwärtsgerichtete Strahlungsflussdichtemessungen in 2 Höhen
  • Niederschlagsmessungen am Boden
  • Details und Messzeitreihen hier
Wind Lidar
  • sendet und empfängt Lichtpulse im nahen Infrarotspektralbereich
  • erfasst den Windvektor (Windgeschwindigkeit und Richtung) bis zu 2-3 km Höhe
  • Details und Messzeitreihen hier
Sonnenphotometer
  • Sonnenphotometer zur Vermessung der Aerosol optischen Dicke
  • Details und Messzeitreihen hier