Das wissenschaftliche Interesse am RING Effekt hat im wesentlichen drei Schwerpunkte. Zum einen ist die grundsätzliche Frage der physikalischen Prozesse, die den Effekt ausmachen, noch nicht zufriedenstellend beantwortet. Zum anderen sind die Auswirkungen des Effektes auf die Spurengasauswertung nur für sehr vereinfachte Modellannahmen festgestellt worden. Der letzte Schwerpunkt ist die Frage nach der potentiellen Nutzbarkeit des Effektes bzw. seiner Auswirkungen. Letzterer Punkt kann aber kein Schwerpunkt im Rahmen dieser Arbeit sein und muß in Folgearbeiten geklärt werden.
Die beiden ersten Schwerpunkte kommen hier zum Tragen und definieren die Ziele dieser Arbeit.
Ziel I: Seit der Entdeckung des Effektes beschäftigte sich eine Vielzahl an Publikationen mit der Bestimmung der Ursachen des RING Effektes. Die wenigsten Autoren verwenden zwecks Prüfung ihrer Hypothesen Strahlungstransportrechnungen. Nur eine überschaubare Anzahl an Veröffentlichungen nutzt diese Möglichkeit. Allerdings ist keines der gegenwärtig existierenden Modelle in der Lage, komplexe (und damit realistische) atmosphärische Szenarien durchzuspielen, die eigentlich nötig wären, um Modellannahmen zu bestätigen oder zurückzuweisen. Daraus folgte die Motivation zur Entwicklung eines (Strahlungstransport) Modells zur adäquaten Beschreibung des RING Effektes für die boden- sowie satellitengestützte Beobachtungsgeometrie. Mit Hilfe dieses Modells soll (i) getestet werden, welcher physikalische Prozeß (Prozesse) den RING Effekt bedingt und (ii) welche daraus resultierenden Fehler in der Spurengasauswertung zu erwarten sind.
Ziel II: Das zweite Ziel dieser Arbeit ist die Quantifizierung von durch den RING Effekt induzierten Fehlern in der Spurengasauswertung mit der DOAS Auswertungsmethode. Dabei konnten neben Modell- auch Experimentaldaten zum Einsatz kommen. In Ermangelung adäquater Strahlungtransportmodelle, die den RING Effekt einbeziehen, ist die akkurate Quantifizierung der Auswirkung der Auffüllung der Gasabsorptionslinien auf die Spurengasauswertung bisher nicht möglich gewesen. Erst die Nutzung eines komplexen Modells kann ein genaues Verständnis der komplizierten Abhängigkeiten dieser Auffüllungsart vermitteln.
Ziel III: Im Rahmen der DOAS Auswertung wird häufig ein semi-empirisches sogenanntes RING Spektren als Referenzspektrum einbezogen. Es dient als Kompensationsgröße für den RING Effekt. Die zugrundeliegende Annahmen zur Bestimmung eines solchen Spektrums sind bisher nur unter äußerst vereinfachten Randbedingungen diskutiert worden. Für die Validation von modellierten- mit experimentellen RING Referenz Spektren ist ein genaueres Verständnis des gemessenen Spektrums erforderlich. Ferner vereinfacht ein genaueres Verständnis die Interpretation von Auswertungsergebnisse, die mit den experimentellen RING Referenz Spektren bestimmt wurden.
Ziel IV: Eines der Hauptziele dieser Arbeit ist die Bereitstellung von Daten und Methoden zur Kompensation von Fehlern in der Spurengasauswertung.