Il laboratorio di aerosol remote sensing del CNR-IMAA è costituito da strumentazione avanzata sia attiva che passiva per la caratterizzazione degli aerosol atmosferici in termini di parametri ottici, microfisici e geometrici e per la loro identificazione. Esso rappresenta lo stato dell’arte della tecnologia di remote sensing ground-based per gli aerosol ed un sito di riferimento per la comunità scientifica nazionale, europea e internazionale operante nel settore.

Attivo dall’inizio degli anni 2000, sono stati raccolti dati relativi a più di 20 anni di misure sistematiche, dati importanti per studi climatologici, validazioni satellitari, valutazione di modelli, interazione aerosol-nubi, cambiamenti climatici e qualità dell’aria, ma anche a supporto di enti pubblici, quali Protezione Civile ed Aviazione.

La strumentazione attiva è costituita da diversi sistemi lidar. In particolare, il laboratorio è equipaggiato con due sistemi lidar Raman multi-wavelength, uno fisso ed uno mobile, che rappresentano lo stato dell’arte della tecnica Raman lidar.

Entrambi i sistemi forniscono misure di backscattering e depolarizzazione aerosolici a 1064, 532 e 355 nm e di estinzione a 532 e 355 nm, con elevate risoluzioni temporale e spaziale su un ampio range di quote partendo da 200 m. Il sistema fisso fornisce anche misure di rapporto di mescolamento del vapor d’acqua e misure sistematiche per ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure, https://www.actris.eu/) /EARLINET(European Aerosol Research LIdar NETwork, https://www.earlinet.org) . Il sistema mobile è più compatto per poter essere trasportabile ed essere impiegato in campagne di misure su campo.

La componente aerosol remote sensing comprende anche un laboratorio lidar e un laboratorio ottico.

Il laboratorio lidar consente di allestire in maniera modulare diverse configurazioni lidar: fluorescenza, rotazionale per misure di temperatura, HSRL, e multi-wavelength per aerosol, vapor d’acqua, sia in verticale che a diversi angoli di osservazione.

Il laboratorio ottico è attrezzato per caratterizzare componenti ottici e sorgenti laser tipicamente usati in sistemi lidar ad alta potenza.

Queste quattro complesse strumentazioni sono anche una componente importante dell’infrastruttura di ricerca europea ACTRIS, in quanto il CNR-IMAA è una delle unità della Central Facility CARS (Centre for Aerosol Remote Sensing), e fornisce accessi per servizi di test e calibrazione sia presso l’osservatorio che on-site mediante campagne di intercomparison diretto con il sistema lidar mobile. I sistemi lidar fisso e mobile sono sistemi di riferimento per ACTRIS.

Sono presenti anche altri due sistemi lidar: un sistema lidar Raman a scansione molto compatto operante solo nell’UV, in grado di fornire misure di backscattering, estinzione e depolarizzazione aerosolica a 355nm, e MUSA, un sistema, precedentemente riferimento per ACTRIS/EARLINET, in grado di fornire misure di backscattering a 1064, 532 e 355 nm, di estinzione a 532 e 355 nm e di depolarizzazione a 532 nm.

Come strumentazione remote sensing per lo studio degli aerosol è altresì presente un fotometro sun/sky/lunar automatico, (Cimel 318T), equipaggiato con 9 filtri spettrali da 340 a 1640 nm. Esso rappresenta lo stato dell’arte delle tecniche di misura fotometriche e fornisce misure di proprietà aerosoliche sia direttamente (es. AOD, radianza spettrale e polarizzata) che indirettamente (es. distribuzione dimensionale, indice di rifrazione, single scattering albedo, frazione sferica, proprietà di scattering). Tale sistema consente di avere misure non solo in condizioni diurne, ma anche di notte con sufficiente illuminazione lunare/stellare. Il sistema è parte della rete AERONET (AErosol RObotic NETwork, https://aeronet.gsfc.nasa.gov/) e dell’infrastruttura ACTRIS. Oltre a tale fotometro è presente anche un fotometro, sempre parte di ACTRIS/AERONET, che sebbene sia un modello precedente (esclusivamente solare), consente di limitare la mancanza di osservazioni nei periodi relativi alla fase di calibrazione del fotometro principale e l’utilizzo in campagne di misure in altri siti.