Abstract. MIPAS, the Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding, is a mid-infrared emission spectrometer which is part of the core payload of ENVISAT. It is a limb sounder, i.e. it scans across the horizon detecting atmospheric spectral radiances which are inverted to vertical temperature, trace species and cloud distributions. These data can be used for scientific investigations in various research fields including dynamics and chemistry in the altitude region between upper troposphere and lower thermosphere. The instrument is a well calibrated and characterized Fourier transform spectrometer which is able to detect many trace constituents simultaneously. The different concepts of retrieval methods are described including multi-target and two-dimensional retrievals. Operationally generated data sets consist of temperature, H2O, O3, CH4, N2O, HNO3, and NO2 profiles. Measurement errors are investigated in detail and random and systematic errors are specified. The results are validated by independent instrumentation which has been operated at ground stations or aboard balloon gondolas and aircraft. Intercomparisons of MIPAS measurements with other satellite data have been carried out, too. As a result, it has been proven that the MIPAS data are of good quality. MIPAS can be operated in different measurement modes in order to optimize the scientific output. Due to the wealth of information in the MIPAS spectra, many scientific results have already been published. They include intercomparisons of temperature distributions with ECMWF data, the derivation of the whole NOy family, the study of atmospheric processes during the Antarctic vortex split in September 2002, the determination of properties of Polar Stratospheric Clouds, the downward transport of NOx in the middle atmosphere, the stratosphere-troposphere exchange, the influence of solar variability on the middle atmosphere, and the observation of Non-LTE effects in the mesosphere.

Abstract The Midlatitude Cirrus experiment (ML-CIRRUS) deployed the High Altitude and Long Range Research Aircraft (HALO) to obtain new insights into nucleation, life cycle, and climate impact of natural cirrus and aircraft-induced contrail cirrus. Direct observations of cirrus properties and their variability are still incomplete, currently limiting our understanding of the clouds’ impact on climate. Also, dynamical effects on clouds and feedbacks are not adequately represented in today’s weather prediction models. Here, we present the rationale, objectives, and selected scientific highlights of ML-CIRRUS using the G-550 aircraft of the German atmospheric science community. The first combined in situ–remote sensing cloud mission with HALO united state-of-the-art cloud probes, a lidar and novel ice residual, aerosol, trace gas, and radiation instrumentation. The aircraft observations were accompanied by remote sensing from satellite and ground and by numerical simulations. In spring 2014, HALO performed 16 flights above Europe with a focus on anthropogenic contrail cirrus and midlatitude cirrus induced by frontal systems including warm conveyor belts and other dynamical regimes (jet streams, mountain waves, and convection). Highlights from ML-CIRRUS include 1) new observations of microphysical and radiative cirrus properties and their variability in meteorological regimes typical for midlatitudes, 2) insights into occurrence of in situ–formed and lifted liquid-origin cirrus, 3) validation of cloud forecasts and satellite products, 4) assessment of contrail predictability, and 5) direct observations of contrail cirrus and their distinction from natural cirrus. Hence, ML-CIRRUS provides a comprehensive dataset on cirrus in the densely populated European midlatitudes with the scope to enhance our understanding of cirrus clouds and their role for climate and weather.

Abstract Between 1 September and 4 October 2014, a combined airborne and ground-based measurement campaign was conducted to study tropical deep convective clouds over the Brazilian Amazon rain forest. The new German research aircraft, High Altitude and Long Range Research Aircraft (HALO), a modified Gulfstream G550, and extensive ground-based instrumentation were deployed in and near Manaus (State of Amazonas). The campaign was part of the German–Brazilian Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and Dynamics of Convective Cloud Systems–Cloud Processes of the Main Precipitation Systems in Brazil: A Contribution to Cloud Resolving Modeling and to the GPM (Global Precipitation Measurement) (ACRIDICON– CHUVA) venture to quantify aerosol–cloud–precipitation interactions and their thermodynamic, dynamic, and radiative effects by in situ and remote sensing measurements over Amazonia. The ACRIDICON–CHUVA field observations were carried out in cooperation with the second intensive operating period of Green Ocean Amazon 2014/15 (GoAmazon2014/5). In this paper we focus on the airborne data measured on HALO, which was equipped with about 30 in situ and remote sensing instruments for meteorological, trace gas, aerosol, cloud, precipitation, and spectral solar radiation measurements. Fourteen research flights with a total duration of 96 flight hours were performed. Five scientific topics were pursued: 1) cloud vertical evolution and life cycle (cloud profiling), 2) cloud processing of aerosol particles and trace gases (inflow and outflow), 3) satellite and radar validation (cloud products), 4) vertical transport and mixing (tracer experiment), and 5) cloud formation over forested/deforested areas. Data were collected in near-pristine atmospheric conditions and in environments polluted by biomass burning and urban emissions. The paper presents a general introduction of the ACRIDICON– CHUVA campaign (motivation and addressed research topics) and of HALO with its extensive instrument package, as well as a presentation of a few selected measurement results acquired during the flights for some selected scientific topics.