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In diesem Abschnitt kamen die im Abschnitt II
beschriebenen und validierten RING Referenz Spektren um Einsatz.
Zunächst wurde eine Methode, die HOTELLING Transformation, vorgestellt und
angewendet, welche die Hauptkomponenten von RING Referenz Spektren voneinander
trennen kann. Es zeigte sich, daß im wesentlichen die ersten zwei
Hauptkomponenten auf die Auffüllung von FRAUNHOFERlinien und
Gasabsorptionslinien zurückgehen. Die Hauptkomponenten von
Modelldaten konnten mit zufriedenstellendem Erfolg mit
Experimentaldaten verglichen werden.
Der Einsatz der Spektren in der DOAS- Auswertung von verschiedenen
Spurengasen wie O3, NO2 und BrO wurde hiernach durchgeführt.
Zunächst kamen im reinen Modellversuch mit gometran modellierte RING Referenz Spektren
zum Einsatz. Es zeigte sich, daß der RING Effekt nicht unbedeutenden
Einfluß auf die Auswertung von O3 haben kann. Der Einfluß der
Auffüllung der O3-Absorptionslinien lag bei etwa 7.5%.
Andererseits ist die Variation des Ozongehalts für die RING Referenz Spektren
keine signifikante Größe. Die Analyse zeigte ferner, daß der
Airmassfaktor der Einfachheit halber unbeeinflußt sein sollte vom
RING Effekt. Mit geeigneten Korrekturen ist allerdings auch eine
Auswertungsstrategie mit beeinflußtem Airmassfaktor möglich. Von
Bedeutung ist auch die Tatsache, daß kein direkter Zusammenhang
zwischen dem durch den RING Effekt verursachten Residuum und der
Güte der O3 Auswertung bestehen muß.
Eine ausführlichere Untersuchung wurde im NO2-Auswertungsbereich
durchgeführt. Sowohl modellierte als auch experimentelle RING Referenz Spektren
wurden in Bezug auf die Auswertung der Vertikalsäule (VC) von NO2
untersucht. Erwartungsgemäß erzeugten die Modell-RING Referenz Spektren in
Anwendung auf Modelldaten die kleinsten Fehler. Die voneinander
getrennten Hauptkomponenten eines Ensembles von modellierten
RING Referenz Spektren wurden (im Sinne einer Parametrisierung) auf verschiedene
Modellradianzen angewendet. In den meisten Fällen war diese
Parametrisierung besser in der Lage, sich auf verschiedene
Auswertungsszenarien einzustellen, als nicht-adäquate RING Referenz Spektren.
Damit zeigte sich diese Parametrisierung als interessante Alternative
zum Einsatz der RING Referenz Spektren selbst, wobei die optimale Parametrisierung
für die unterschiedlichen Auswertungsparameter noch zu bestimmen ist.
Für die Variation atmosphärischer Parameter bei der Modellierung des
RING Referenz Spektrum ergab sich wie schon für die Ozonauswertung kein
signifikanter Einfluß, obwohl für bestimmte (realistische) Fälle
der Fehler 4% erreichen konnte.
Die Ergebnisse mit Experimental- RING Referenz Spektren sind deutlich
unterschiedlich zu denen mit Modell- RING Referenz Spektren (zum Teil bis 19%).
Der Grund für die Güte der Modellspektren ist sicherlich nicht nur
die Selbstkonsistenz der Modelldaten, da ähnlich große Differenzen auch bei
der Anwendung von Modell- und Experimental- RING Referenz Spektren auf
Experimentaldaten zu beobachten waren. In solchen Fällen sollten
die Experimentalspektren adäquat bezüglich der auszuwertenden
Größe sein. Allerdings läßt sich durch solch eine Untersuchung nur
schwer etwas über die Güte der RING Referenz Spektren aussagen, da keine
unabhängigen Messungen der ausgewerteten Spurengassäule vorlagen.
Weiterhin wurde BrO aus GOME Daten ausgewertet. Die Ergebnisse
zeigten einen ähnlichen Trend der Auffüllung der Absorptionslinien
wie schon NO2 und O3. Die Ergebnisse der Auswertung von BrO
waren im Gegensatz zur Ozonauswertung stärker davon abhängig,
welche Gaskonzentration für die Modellierung der RING Referenz Spektren verwendet
wurden. Dies zeigt nochmals deutlich, daß der Einfluß der
Auffüllung von Gasabsorptionslinien stark abhängig ist vom
auszuwertenden Gas und vom atmosphärischem Zustand.
Für die Auswertung von SO2, HCHO und OClO sind ähnliche
Auswirkungen der beiden Auffüllungstypen zu erwarten, da sie ähnlich
stark strukturierte Absorptionsbanden in ähnlichen
Wellenlängenbereichen wie die oben beschriebenen Gase besitzen.
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Marco Vountas