In-situ non-destructive ultrasonic rheology technique for monitoring different lead-free solder pastes for surface mount applications

This paper investigates the application of a non-destructive ultrasonic technique for characterising the rheological properties of solder paste through the use of through-mode microsecond ultrasonic pulses for evaluation of viscoelastic properties of lead-free solder paste containing different types of flux. Ultrasonic techniques offer a robust and reliable form of non-destructive testing of materials where access to the sample is restricted or when sample handling can interfere with the monitoring or analysis process due to externally incorporated changes to the material’s physical state or accidental contamination during the removal or testing process. Ultrasonic based techniques are increasingly used for quality control and production monitoring functions which requires evaluation of changes in material properties for a wide range of industrial applications such as cement paste quality, plastic/polymer extrusion process, dough and even sugar content in beverage drinks. In addition, ultrasound techniques are of great interest for their capability to take rapid measurements in systems which are optically opaque. The conventional industry approach for characterising the rheological properties of suspensions during processing/packaging stage is mainly through the use of viscometer and some through the use of rheometer. One of the potential limitations of viscometer and rheometer based measurements is that the collection and preparation of the solder paste samples can irreversibly alter the structure and flow behaviour of the sample. Hence the measurement may not represent the actual quality of the whole production batch. Secondly, rheological measurements and the interpretation of rheological data is a very technical and time consuming process, which requires professionally trained R&D personnel. The ultrasound technique being proposed provides simple, yet accurate and easy to use solution for the in-situ rheological characterisation of solder pastes which will benefit the materials suppliers (who formulate and produce solder pastes) and solder paste consumers (especially, contract electronics manufacturers). The results from the work show that the technique can be used by R&D personnel involved in paste formulation and manufacture to monitor the batch-to-batch quality and consistency.

Effectiveness of in situ moisture preconditioning methods for concrete

With greater emphasis now being placed on the durability of concrete and the need for on-site characterization of concrete for durability, there is an increasing dependence on the measurement of the permeation properties of concrete. Such properties can be measured in the laboratory under controlled ambient conditions, namely, temperature and relative humidity, and comparisons made between samples not affected by testing conditions. An important factor that influences permeation measurements is the moisture state of the concrete prior to testing. Moisture gradients are known to exist in exposed concretes; therefore, all laboratory tests are generally carried out after preconditioning to a reference moisture state. This is reasonably easy to achieve in the laboratory, but more difficult to carry out on-site. Different methods of surface preconditioning in situ concrete are available; however, there is no general agreement on the suitability of any one method. Therefore, a comprehensive set of experiments was carried out with four different preconditioning methods. Results from these investigations indicated that only superficial drying could be achieved by using any of the preconditioning methods investigated and that significant moisture movement below a depth of 15 mm was not evident.

In situ diagnostics and prognostics of solder fatigue in IGBT modules for electric vehicle drives

This paper proposes an in situ diagnostic and prognostic (D&P) technology to monitor the health condition of insulated gate bipolar transistors (IGBTs) used in EVs with a focus on the IGBTs' solder layer fatigue. IGBTs' thermal impedance and the junction temperature can be used as health indicators for through-life condition monitoring (CM) where the terminal characteristics are measured and the devices' internal temperature-sensitive parameters are employed as temperature sensors to estimate the junction temperature. An auxiliary power supply unit, which can be converted from the battery's 12-V dc supply, provides power to the in situ test circuits and CM data can be stored in the on-board data-logger for further offline analysis. The proposed method is experimentally validated on the developed test circuitry and also compared with finite-element thermoelectrical simulation. The test results from thermal cycling are also compared with acoustic microscope and thermal images. The developed circuitry is proved to be effective to detect solder fatigue while each IGBT in the converter can be examined sequentially during red-light stopping or services. The D&P circuitry can utilize existing on-board hardware and be embedded in the IGBT's gate drive unit.

The use of a novel compact fluorosensor for in situ monitoring of the photocatalytic destruction of methylene blue dye effluents

The use of TiO 2 photocatalysis for the destruction of dyes such as methylene blue has been extensively reported. One of the challenges faced in both the laboratory and large scale water treatment plants is the fact that the samples have to be removed from the reactor vessel and the catalyst separated prior to analysis being undertaken. In this paper we report the development of a simple fluorimeter instrument and its use in monitoring the photocatalytic destruction of methylene blue dyes in the presence of catalyst suspensions. The results reported show that the instrument provides an effective method for in situ monitoring of the photocatalytic destruction of fluorescent dyes hence allowing more accurate measurement due to the minimisation of sample loss and cross contamination. Furthermore it also provides a method for real time monitoring of the dye pollutant destruction in large scale photocatalytic reactors.

Voltammetric in situ measurements of heavy metals in soil using a portable electrochemical instrument

This paper presents a portable electrochemical instrument capable of detecting and identifying heavy metals in soil, in situ. The instrument has been developed for use in a variety of situations to facilitate contaminated land surveys, avoiding expensive and time-consuming procedures. The system uses differential pulse anodic stripping voltammetry which is a precise and sensitive analytical method with excellent limits of detection. The identification of metals is based on a statistical microprocessor-based method. The instrument is capable of detecting six different toxic metals (lead, cadmium, zinc, nickel, mercury and copper) with good sensitivity

The application of Raman and anti-stokes Raman spectroscopy for in situ monitoring of structural changes in laser irradiated titanium dioxide materials

The use of Raman and anti-stokes Raman spectroscopy to investigate the effect of exposure to high power laser radiation on the crystalline phases of TiO₂ has been investigated. Measurement of the changes, over several time integrals, in the Raman and anti-stokes Raman of TiO₂ spectra with exposure to laser radiation is reported. Raman and anti-stokes Raman provide detail on both the structure and the kinetic process of changes in crystalline phases in the titania material. The effect of laser exposure resulted in the generation of increasing amounts of the rutile crystalline phase from the anatase crystalline phase during exposure. The Raman spectra displayed bands at 144 cm^-1 (A1g), 197 cm^-1 (Eg), 398 cm^-1 (B1g), 515 cm^-1 (A1g), and 640 cm^-1 (Eg) assigned to anatase which were replaced by bands at 143 cm^-1 (B1g), 235 cm^-1 (2 phonon process), 448 cm^-1 (Eg) and 612 cm^-1 (A1g) which were assigned to rutile. This indicated that laser irradiation of TiO₂ changes the crystalline phase from anatase to rutile. Raman and anti-stokes Raman are highly sensitive to the crystalline forms of TiO₂ and allow characterisation of the effect of laser irradiation upon TiO₂. This technique would also be applicable as an in situ method for monitoring changes during the laser irradiation process

In situ observation of lithium hydride hydrolysis by DRIFT spectroscopy

Polycrystalline LiH was studied in situ using diffuse reflectance infrared Fourier transform (DRIFT) spectroscopy to investigate the effect water vapour has on the rate of production of the corrosion products, particularly LiOH. The reaction rate of the formation of surface LiOH was monitored by measurement of the hydroxyl (OH) band at 3676 cm(-1). The initial hydrolysis rate of LiH exposed to water vapour at 50% relative humidity was found to be almost two times faster than LiH exposed to water vapour at 2% relative humidity. The hydrolysis rate was shown to be initially very rapid followed by a much slower, almost linear rate. The change in hydrolysis rate was attributed to the formation of a coherent layer of LiOH on the LiH surface. Exposure to lower levels of water vapour appeared to result in the formation of a more coherent corrosion product, resulting in effective passivation of the surface to further attack from water. Crown Copyright (c) 2007 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Representativity of in situ precipitation measurements - a case study for the LITFASS area in North-Eastern Germany

In situ precipitation measurements can extremely differ in space and time. Taking into account the limited spatial–temporal representativity and the uncertainty of a single station is important for validating mesoscale numerical model results as well as for interpreting remote sensing data. In situ precipitation data from a high resolution network in North-Eastern Germany are analysed to determine their temporal and spatial representativity. For the dry year 2003 precipitation amounts were available with 10 min resolution from 14 rain gauges distributed in an area of 25 km 25 km around the Meteorological Observatory Lindenberg (Richard-Aßmann Observatory). Our analysis reveals that short-term (up to 6 h) precipitation events dominate (94% of all events) and that the distribution is skewed with a high frequency of very low precipitation amounts. Long-lasting precipitation events are rare (6% of all precipitation events), but account for nearly 50% of the annual precipitation. The spatial representativity of a single-site measurement increases slightly for longer measurement intervals and the variability decreases. Hourly precipitation amounts are representative for an area of 11 km 11 km. Daily precipitation amounts appear to be reliable with an uncertainty factor of 3.3 for an area of 25 km 25 km, and weekly and monthly precipitation amounts have uncertainties of a factor of 2 and 1.4 when compared to 25 km 25 km mean values.

In-situ comparison of the NOy instruments flown in MOZAIC and SPURT

Two aircraft instruments for the measurement of total odd nitrogen (NOy) were compared side by side aboard a Learjet A35 in April 2003 during a campaign of the AFO2000 project SPURT (Spurengastransport in der Tropopausenregion). The instruments albeit employing the same measurement principle (gold converter and chemiluminescence) had different inlet configurations. The ECO-Physics instrument operated by ETH-Zürich in SPURT had the gold converter mounted outside the aircraft, whereas the instrument operated by FZ-Jülich in the European project MOZAIC III (Measurements of ozone, water vapour, carbon monoxide and nitrogen oxides aboard Airbus A340 in-service aircraft) employed a Rosemount probe with 80 cm of FEP-tubing connecting the inlet to the gold converter. The NOy concentrations during the flight ranged between 0.3 and 3 ppb. The two data sets were compared in a blind fashion and each team followed its normal operating procedures. On average, the measurements agreed within 7%, i.e. within the combined uncertainty of the two instruments. This puts an upper limit on potential losses of HNO3 in the Rosemount inlet of the MOZAIC instrument. Larger transient deviations were observed during periods after calibrations and when the aircraft entered the stratosphere. The time lag of the MOZAIC instrument observed in these instances is in accordance with the time constant of the MOZAIC inlet line determined in the laboratory for HNO3.

Evaluation of Laser Fluorescence in the Monitoring of the Initial Stage of the De-/Remineralization Process: An in vitro and in situ Study

This study aimed to evaluate laser fluorescence (LF) for monitoring the initial stage of subsurface de- and remineralization (<150 mu m depth). Ninety-six sound blocks of bovine enamel, selected according to surface hardness (SH) and LF were used in two experimental studies, in vitro and in situ. In vitro, blocks were exposed to a demineralizing solution, then remineralized by pH cycling for 6 days. In situ, 10 volunteers wore acrylic palatal appliances, each containing 4 dental enamel blocks that were demineralized for 14 days by exposure to 20% sucrose solution. Following this treatment, blocks were submitted to remineralization for 1 week with fluoride dentifrice (1,100 mu g F/g). In both experiments, SH and LH were measured after demineralization and after remineralization. Further, enamel blocks were selected after the demineralization/remineralization steps for measurement of cross-sectional hardness and integrated loss of subsurface hardness (Delta KHN). SH and Delta KHN showed significant differences among the phases in each study. LF values for sound, demineralized and remineralized enamel were: 5.2 +/- 1.1, 8.1 +/- 1.2 and 5.6 +/- 0.8, respectively, in the in vitro study, and 5.3 +/- 0.3, 16.5 +/- 4.7 and 6.5 +/- 2.5, respectively, in the in situ study, values for demineralized enamel being significantly higher than for sound and remineralized enamel in both studies. However, LF was correlated with Delta KHN only in situ. LF was capable of monitoring de- and remineralization in early lesions in situ, when bacteria are presumably present in the caries lesion body, but is not correlated with mineral changes in bacteria-free systems. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Sound absorption coefficient in situ: An alternative for estimating soil loss factors

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Massenspektrometrische in-situ Messungen zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von natürlichem und anthropogenem Aerosol

Für die vorliegende Arbeit wurde die chemische Zusammensetzung von natürlichen und anthropogenen Aerosolpartikeln untersucht. Zu diesem Zweck wurde das Aerosolmassenspektrometer (AMS) der Firma Aerodyne, Inc. eingesetzt, womit neben den chemischen Substanzen auch die Massengrößenverteilungen der einzelnen Komponenten der Aerosolpartikel in einem Größenbereich zwischen 20 und 1500 nm quantitativ gemessen werden können. Im Rahmen der HAZE2002-Messkampagne am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg wurden die Aerosolpartikel aus natürlichen Quellen untersucht. Diese Partikel bestanden aus Sulfat, Nitrat, Ammonium und organischen Komponenten (Organics). Sulfat, Nitrat und Ammonium wiesen den gleichen Durchmesser auf, was auf eine interne Mischung dieser drei chemischen Substanzen in den Partikeln hinwies. Die Organics hatten einen kleineren Durchmesser, was auf jüngere Partikel hindeutete. Die Analyse der organischen Substanzen in den Aerosolpartikeln zeigte, dass diese zu einem großen Teil aus oxidierten Kohlenwasserstoffen bestanden, die während den Nachmittagsstunden gebildet wurden. Die thermische Abhängigkeit der Bildung von Ammoniumnitrat konnte sowohl gemessen als auch mit Hilfe Konzentrationsberechnungen nach [Seinfeld und Pandis, 1998] nachvollzogen werden. Die gemessene Partikelneubildung konnte auf die ternäre Nukleation aus H2SO4/H2O/NH3 zurückgeführt werden. Aerosolpartikel aus anthropogenen Quellen, wie z.B. der motorischen Verbrennung, wurden während der Messungen in Zusammenarbeit mit dem Ford Forschungszentrum in Aachen (FFA) untersucht. Nukleationspartikel (D 45 nm) konnten bei Experimenten auf dem Rollenprüfstand nur bei einer ausreichend hohen Verdünnung, einem hohen Schwefelgehalt im Kraftstoff und einem hohen Lastzustand nachgewiesen werden. Die Messungen an der Autobahn A4 ergaben eine bimodale Massengrößenverteilung der organischen Partikel, wobei die erste Mode Partikeln aus der motorischen Verbrennungen zugeschrieben werden konnte. Aufgrund der guten Charakterisierung stellt das AMS ein vielseitig einsetzbares Aerosolmessgerät dar, welches in einer hohen Zeitauflösung eine quantitative, größenaufgelöste chemische Analyse der zu messenden Aerosolpartikel bereitstellt.

Charakterisierung von optischen Partikelspektrometern und in-situ Messungen zur Mikrophysik der polaren Stratosphärenwolken

Polare Stratosphärenwolken (PSC), die unterhalb einer Temperatur von etwa -78 °C in polaren Regionen auftreten, üben einen starken Einfluss auf die stratosphärische Ozonschicht aus. Dieser Einfluss erfolgt größtenteils über heterogene chemische Reaktionen, die auf den Oberflächen von Wolkenpartikeln stattfinden. Chemische Reaktionen die dabei ablaufen sind eine Voraussetzung für den späteren Ozonabbau. Des Weiteren verändert die Sedimentation der Wolkenpartikel die chemische Zusammensetzung bzw. die vertikale Verteilung der Spurengase in der Stratosphäre. Für die Ozonchemie spielt dabei die Beseitigung von reaktivem Stickstoff durch Sedimentation Salpetersäure-haltiger Wolkenpartikeln (Denitrifizierung) eine wichtige Rolle. Durch gleichen Sedimentationsprozess von PSC Elementen wird der Stratosphäre des weiteren Wasserdampf entzogen (Dehydrierung). Beide Prozesse begünstigen einen länger andauernden stratosphärischen Ozonabbau im polaren Frühling.rnGerade im Hinblick auf die Denitrifikation durch Sedimentation größerer PSC-Partikel werden in dieser Arbeit neue Resultate von in-situ Messungen vorgestellt, die im Rahmen der RECONCILE-Kampagne im Winter des Jahres 2010 an Bord des Höhenforschungs-Flugzeugs M-55 Geophysica durchgeführt wurden. Dabei wurden in fünf Flügen Partikelgrößenverteilungen in einem Größenbereich zwischen 0,5 und 35 µm mittels auf der Lichtstreuung basierender Wolkenpartikel-Spektrometer gemessen. Da polare Stratosphärenwolken in Höhen zwischen 17 und 30 km auftreten, sind in-situ Messungen vergleichsweise selten, so dass noch einige offene Fragen bestehen bleiben. Gerade Partikel mit optischen Durchmessern von bis zu 35µm, die während der neuen Messungen detektiert wurden, müssen mit theoretischen Einschränkungen in Einklang gebracht werden. Die Größe der Partikel wird dabei durch die Verfügbarkeit der beteiligten Spurenstoffe (Wasserdampf und Salpetersäure), die Sedimentationsgeschwindigkeit, Zeit zum Anwachsen und von der Umgebungstemperatur begrenzt. Diese Faktoren werden in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Aus dem gemessenen Partikelvolumen wird beispielsweise unter der Annahme der NAT-Zusammensetzung (Nitric Acid Trihydrate) die äquivalente Konzentration des HNO 3 der Gasphase berechnet. Im Ergebnis wird die verfügbare Konzentration von Salpetersäure der Stratosphäre überschritten. Anschließend werden Hypothesen diskutiert, wodurch das gemessene Partikelvolumen überschätzt worden sein könnte, was z.B. im Fall einer starken Asphärizität der Partikel möglich wäre. Weiterhin wurde eine Partikelmode unterhalb von 2-3µm im Durchmesser aufgrund des Temperaturverhaltens als STS (Supercooled Ternary Solution droplets) identifiziert.rnUm die Konzentration der Wolkenpartikel anhand der Messung möglichst genau berechnen zu können, muss das Messvolumen bzw. die effektive Messfläche der Instrumente bekannt sein. Zum Vermessen dieser Messfläche wurde ein Tröpfchengenerator aufgebaut und zum Kalibrieren von drei Instrumenten benutzt. Die Kalibration mittels des Tröpfchengenerators konzentrierte sich auf die Cloud Combination Probe (CCP). Neben der Messfläche und der Größenbestimmung der Partikel werden in der Arbeit unter Zuhilfenahme von Messungen in troposphärischen Wolken und an einer Wolkensimulationskammer auch weitere Fehlerquellen der Messung untersucht. Dazu wurde unter anderem die statistische Betrachtung von Intervallzeiten einzelner Messereignisse, die in neueren Sonden aufgezeichnet werden, herangezogen. Letzteres ermöglicht es, Messartefakte wie Rauschen, Koinzidenzfehler oder „Shattering“ zu identifizieren.rn

Untersuchung von Mischungs- und Transportprozessen in der oberen Troposphäre - unteren Stratosphäre basierend auf in-situ Spurengasmessungen

Die obere Troposphäre / untere Stratosphäre (UTLS: Upper Troposphere / Lower Stratosphere)ist die Übergangsgregion zwischen den dynamisch, chemisch und mikrophysikalisch sehr verschiedenen untersten Atmosphärenschichten, der Troposphäre und der Stratosphäre. Strahlungsaktive Spurengase, wie zum Beispiel Wasserdampf (H2O), Ozon (O3) oder Kohlenstoffdioxid (CO2), und Wolken in der UTLS beeinflussen das Strahlungsbudget der Atmosphäre und das globale Klima. Mögliche Veränderungen in den Verteilungen und Konzentrationen dieser Spurengase modifizieren den Strahlungsantrieb der Atmosphäre und können zum beobachteten Klimawandel beitragen. Ziel dieser Arbeit ist es, Austausch- und Mischungsprozesse innerhalb der UTLS besser zu verstehen und damit Veränderungen der Spurengaszusammensetzung dieser Region genauer prognostizieren zu können. Grundlage hierfür bilden flugzeuggetragene in-situ Spurengasmessungen in der UTLS, welche während der Flugzeugmesskampagnen TACTS / ESMVal 2012 und AIRTOSS - ICE 2013 durchgeführt wurden. Hierbei wurde bei den Messungen von AIRTOSS - ICE 2013 das im Rahmen dieser Arbeit aufgebaute UMAQS (University of Mainz Airborne QCLbased Spectrometer) - Instrument zur Messung der troposphärischen Spurengase Distickstoffmonoxid (N2O) und Kohlenstoffmonoxid (CO) eingesetzt. Dieses erreicht bei einer zeitlichen Auflösung von 1 s eine Messunsicherheit von 0,39 ppbv und 1,39 ppbv der N2O bzw. CO-Mischungsverhältnisse. Die hohe Zeitauflösung und Messgenauigkeit der N2O- und CO- Daten erlaubt die Untersuchung von kleinskaligen Austauschprozessen zwischen Troposphäre und Stratosphäre im Bereich der Tropopause auf räumlichen Skalen kleiner 200 m. Anhand der N2O-Daten von AIRTOSS - ICE 2013 können in-situ detektierte Zirruspartikel in eisübersättigter Luft oberhalb der N2O-basierten chemischen Tropopause nachgewiesen werden. Mit Hilfe der N2O-CO-Korrelation sowie der Analyse von ECMWF-Modelldaten und der Berechnung von Rückwärtstrajektorien kann deren Existenz auf das irreversible Vermischen von troposphärischen und stratosphärischen Luftmassen zurückgeführt werden. Mit den in-situ Messungen von N2O, CO und CH4 (Methan) von TACTS und ESMVal 2012 werden die großräumigen Spurengasverteilungen bis zu einer potentiellen Temperatur von Theta = 410 K in der extratropischen Stratosphäre untersucht. Hierbei kann eine Verjüngung der Luftmassen in der extratropischen Stratosphäre mit Delta Theta > 30 K (relativ zur dynamischen Tropopause) über den Zeitraum der Messkampagne (28.08.2012 - 27.09.2012) nachgewiesen werden. Die Korrelation von N2O mit O3 zeigt, dass diese Verjüngung aufgrund des verstärkten Eintrages von Luftmassen aus der tropischen unteren Stratosphäre verursacht wird. Diese werden über den flachen Zweig der Brewer-Dobson-Zirkulation auf Zeitskalen von wenigen Wochen in die extratropische Stratosphäre transportiert. Anhandrnder Analyse der CO-O3-Korrelation eines Messfluges vom 30.08.2012 wird das irreversible Einmischen von Luftmassen aus der tropischen Stratosphäre in die Extratropen auf Isentropen mit Theta > 380 K identifiziert. Rückwärtstrajektorien zeigen, dass der Ursprung der eingemischten tropischen Luftmassen im Bereich der sommerlichen Antizyklone des asiatischen Monsuns liegt.

Flugzeuggetragene in-situ Messungen zur Eis- und Flüssigphase troposphärischer Wolken

Die Mikrophysik in Wolken bestimmt deren Strahlungseigenschaften und beeinflusst somit auch den Strahlungshaushalt des Planeten Erde. Aus diesem Grund werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die mikrophysikalischen Charakteristika von Cirrus-Wolken sowie von arktischen Grenzschicht-Wolken behandelt. Die Untersuchung dieser Wolken wurde mithilfe verschiedener Instrumente verwirklicht, welche Partikel in einem Durchmesserbereich von 250nm bis zu 6.4mm vermessen und an Forschungsflugzeugen montiert werden. Ein Instrumentenvergleich bestätigt, dass innerhalb der Bereiche in denen sich die Messungen dieser Instrumente überlappen, die auftretenden Diskrepanzen als sehr gering einzustufen sind. Das vorrangig verwendete Instrument trägt die Bezeichnung CCP (Cloud Combination Probe) und ist eine Kombination aus einem Instrument, das Wolkenpartikel anhand von vorwärts-gerichtetem Streulicht detektiert und einem weiteren, das zweidimensionale Schattenbilder einzelner Wolkenpartikel aufzeichnet. Die Untersuchung von Cirrus-Wolken erfolgt mittels Daten der AIRTOSS-ICE (AIRcraft TOwed Sensor Shuttle - Inhomogeneous Cirrus Experiment) Kampagne, welche im Jahr 2013 über der deutschen Nord- und Ostsee stattfand. Parameter wie Partikeldurchmesser, Partikelanzahlkonzentration, Partikelform, Eiswassergehalt, Wolkenhöhe und Wolkendicke der detektierten Cirrus-Wolken werden bestimmt und im Kontext des aktuellen Wissenstandes diskutiert. Des Weiteren wird eine beprobte Cirrus-Wolke im Detail analysiert, welche den typischen Entwicklungsprozess und die vertikale Struktur dieser Wolkengattung widerspiegelt. Arktische Grenzschicht-Wolken werden anhand von Daten untersucht, die während der VERDI (VERtical Distribution of Ice in Arctic Clouds) Kampagne im Jahr 2012 über der kanadischen Beaufortsee aufgezeichnet wurden. Diese Messkampagne fand im Frühling statt, um die Entwicklung von Eis-Wolken über Mischphasen-Wolken bis hin zu Flüssigwasser-Wolken zu beobachten. Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen tritt innerhalb von Mischphasen-Wolken der sogenannte Wegener-Bergeron-Findeisen Prozess auf, bei dem Flüssigwassertropfen zugunsten von Eispartikeln verdampfen. Es wird bestätigt, dass dieser Prozess anhand von mikrophysikalischen Messungen, insbesondere den daraus resultierenden Größenverteilungen, nachweisbar ist. Darüber hinaus wird eine arktische Flüssigwasser-Wolke im Detail untersucht, welche im Inneren das Auftreten von monomodalen Tröpfchen-Größenverteilungen zeigt. Mit zunehmender Höhe wachsen die Tropfen an und die Maxima der Größenverteilungen verschieben sich hin zu größeren Durchmessern. Dahingegen findet im oberen Übergangsbereich dieser Flüssigwasser-Wolke, zwischen Wolke und freier Atmosphäre, ein Wechsel von monomodalen zu bimodalen Tröpfchen-Größenverteilungen statt. Diese weisen eine Mode 1 mit einem Tropfendurchmesser von 20μm und eine Mode 2 mit einem Tropfendurchmesser von 10μm auf. Das dieses Phänomen eventuell typisch für arktische Flüssigwasser-Wolken ist, zeigen an dem Datensatz durchgeführte Analysen. Mögliche Entstehungsprozesse der zweiten Mode können durch Kondensation von Wasserdampf auf eingetragenen Aerosolpartikeln, die aus einer Luftschicht oberhalb der Wolke stammen oder durch Wirbel, welche trockene Luftmassen in die Wolke induzieren und Verdampfungsprozesse von Wolkentröpfchen hervorrufen, erklärt werden. Unter Verwendung einer direkten numerischen Simulation wird gezeigt, dass die Einmischung von trockenen Luftmassen in den Übergangsbereich der Wolke am wahrscheinlichsten die Ausbildung von Mode 2 verursacht.