In dieser Arbeit wird das Konstruktionsprinzip eines neuartigen Vielkanal- Messsystems beschrieben, das am Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung der Technischen Universität München entwickelt wurde. Mit Hilfe dieses Messsystems ist es möglich, photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) spektral, zeitlich und räumlich hochaufgelöst zu erfassen. Das Lichtspektrum wird dabei durch ein kompaktes und sehr präzises MCS- Modul (Multi Channel Spectrometer; Messbereich 300 nm - 1100 nm; Auflösungsvermögen ca. 0,8 nm) gemessen, das ein PAR- Spektrum im Sekundenbereich messen kann. Die Lichtinformation wird dabei von den vielen im Kronenraum der Bäume verteilten Messsensoren durch Lichtwellenleiter zu einem zentral gelegenen Punkt im Bestand geleitet. Durch die spezielle Geometrie der Sensorempfangsflächen ist eine nahezu raumwinkelunabhängige Einkopplung des Lichtes in den Lichtwellenleiter möglich. Das MCS- Modul ist an einer Positioniermechanik befestigt, die als mechanisch- optischer Multiplexer dient. Das MCS- Modul wird dabei schrittweise unterhalb der in einem regulären Gitter befestigten Lichtwellenleiterenden entlanggeführt. Die durchschnittliche Messzeit eines Sensors liegt bei 3 Sekunden. Bei einer Anzahl von 300 Sensoren, die innerhalb eines Bestandes verteilt wurden, kann die spektrale Information im PAR- Bereich somit innerhalb von 15 Minuten e rfasst werden. Für die Konstruktion der Sensoren wurden zwei Arten von Multimoden- Lichtwellenleitermaterialien verwendet (Quarzglas und Kunststoff). Um die Messergebnisse der verschiedenen Messsensoren vergleichen zu können, wurde der gesamte Lichttransport durch den Sensor, d. h., vom Diffusorkopf über den Lichtwellenleiter bis hin zum Luftspalt zwischen Lichtwellenleiter und MCS- Modul, kalibriert. Für diese Kalibrierung wurde eine Normlampe (Farbtemperatur 2800 K; 93,3 candela) mit bekannter spektraler Bestrahlungsstärkeverteilung verwendet. Der absolute Fehler bei der Energiekalibrierung lag dabei bei etwa 10 % und die relative Genauigkeit zwischen zwei Sensoren bei etwa 5 %. Die Messungen wurden von August bis Dezember 1999 im Kranzberger Forst, einem Waldgebiet in der Nähe von Freising, in einem Fichten/Buchen- Mischbestand durchgeführt.     «

In dieser Arbeit wird das Konstruktionsprinzip eines neuartigen Vielkanal- Messsystems beschrieben, das am Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung der Technischen Universität München entwickelt wurde. Mit Hilfe dieses Messsystems ist es möglich, photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) spektral, zeitlich und räumlich hochaufgelöst zu erfassen. Das Lichtspektrum wird dabei durch ein kompaktes und sehr präzises MCS- Modul (Multi Channel Spectrometer; Messbereich 300 nm - 1100 nm; Au...     »

Principle construction of a new kind of multipoint measurement system developed at the Institute of Bioclimatology and Air Pollution Research at the Technical University of Munich is shown. It is possible to estimate photosynthetic active radiation (PAR) in spectral, temporal and spatial high resolution. A compact and very precise MCS- module (Multi Channel Spectrometer ; 300 nm - 1100 nm; resolution ca. 0,8 nm) is measuring PAR spectra in seconds. The light information at many distinct places on the crown level of trees will pass through fibre optics to a central point inside the forest. With a special geometry of the sensors head it is possible to estimate the light spectra in nearly 4p- direction. The MCS module is fixed on a mechanical- optical multiplexer. The MCS module is sequentially moved to the fibre-optic ends, which are fixed in a regular grid. So it is possible to measure one sensor in 3 seconds e.g., with 300 sensors we can get spectral information of PAR distribution in a forest stand in 15 minutes. Two multimode fibre optic materials were used for sensor construction (glass and synthetic material). To handle differences between unique sensors and to compare measurement results of two sensors, the transport of light through a sensor, e.g. diffusor sphere, fibre optic and the air-gap between fibre-optic end and MCS module, was calibrated as a whole. For this calibration a normal lamp (colour temperature 2800 K; 93.3 candela in specified direction) with a known spectral energy distribution was used. The accuracy of absolute energy calibration is about 10 %. The variation between two sensors is about 5 %. The measurements were made in a mixed spruce- beech forest in the Kranzberger Forst near Freising from August to December 1999.     «

Principle construction of a new kind of multipoint measurement system developed at the Institute of Bioclimatology and Air Pollution Research at the Technical University of Munich is shown. It is possible to estimate photosynthetic active radiation (PAR) in spectral, temporal and spatial high resolution. A compact and very precise MCS- module (Multi Channel Spectrometer ; 300 nm - 1100 nm; resolution ca. 0,8 nm) is measuring PAR spectra in seconds. The light information at many distinct places...     »