genutzt und stellt eine für
Zenitmessungen einfach bestimmbare Größe dar (Bussemer, 1993;
Harrison,
1974):
Wie schon oben erklärt wurde, bezeichnet man die unterschiedliche
Tiefe von FRAUNHOFERlinien im direkten- und gestreuten
Sonnenlicht auch mit Auffüllung. Die folgende Definition wurde
in der Vergangenheit häufig als Maß für die
Auffüllung genutzt und stellt eine für
Zenitmessungen einfach bestimmbare Größe dar (Bussemer, 1993;
Harrison,
1974):
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bestimmt worden. Die Berechnungen sind für
den Solaratlas von Kurucz
et al. (1984) bei sehr hoher spektraler Auflösung
durchgeführt worden und wurden zum Zweck der Illustration
nachträglich mit einem gleitenden Mittelwert geglättet.
Auffällig ist, daß es neben der verhältnismäßig starken Auffüllung des Zentrums der FRAUNHOFER auch zum ``Abbau'' der Strahlung an den Rändern der Linie kommt und somit zur negativen Auffüllung (die Radianz I+ erreicht an diesen Stellen kleinere Werte, als die Radianz I-).
Auswirkungen für die Spurengasauswertung
Mit der Entwicklung der DOAS (Differentielle Optische Absorptions Spektroskopie , siehe Anhang D) Methode zeigte sich schon bald, daß die Verhältnisbildung von gemessener Radianz I und dem Hintergrundspektrum I0 dazu führte, daß spektrale Signaturen auftraten, die auf keine bekannte Absorption zurückgeführt werden konnten. Insbesondere aufgrund der starken Korrelation dieser Strukturen mit den solaren FRAUNHOFERlinien versuchte man sie mit dem RING Effekt zu erklären und nahm an, daß es zu Energieumverteilungseffekten bezüglich der Wellenlänge kommt. Besitzen I und I0 verschieden stark aufgefüllte FRAUNHOFERlinien, so wird die Verhältnisbildung beider Spektren in etwa die solaren FRAUNHOFERlinien reproduzieren. Es folgten Versuche die (unerwünschten) spektralen Strukturen zu separieren, so daß sie wie ein herkömmliche Absorber an die optische Dicke ln(I/I0) angepaßt werden konnten. Die Bezeichnung des Spektrums als RING Referenz Spektrum geschah daher analog zu der der Absorptionsquerschnittspektren.
Ein weit verbreiteter Ansatz zur Bestimmung solcher Spektren ist der semi-empirische Ansatz von Solomon et al. (1987) (siehe Abschnitt Messung von RING Referenz Spektren). Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit über die Modellierung der Strahlung mit und ohne Berücksichtigung des RING Effektes (siehe Abschnitt Modellierung von RING Referenz Spektren).
Auffüllung von Gasabsorptionslinien
Neben Auffüllung der FRAUNHOFERlinien findet ebenfalls eine Auffüllung von
Gasabsorptionslinien mit geeigneter Halbwertsbreite statt
(Fish & Jones, 1995). Diese Form der Auffüllung ist erst seit der
Möglichkeit der Modellierung des RING Effektes darstellbar.
Abbildung 2.2 zeigt die Ergebnisse der
Modellierung
beider Auffüllungsprozesse:
FRAUNHOFERlinien- und Gasabsorptionslinien Auffüllung, sowie deren
Überlagerung.
Die Modellierung wurde mit einem extraterrestrischen Sonnenspektrum des Global Ozone Monitoring Experiment GOME (siehe Anhang C) durchgeführt. Der Wellenlängenbereich wird üblicherweise für die Auswertung von Stickstoffdioxid (NO2) benutzt.
Die Auffüllung der NO2 Absorptionslinien liegt in diesem Wellenlängenbereich nur etwa eine Größenordnung unter der der FRAUNHOFERlinien und kann die Auswertung des Gases beeinflussen.
