Arbeitsgruppe PHAROS: Physical Analysis of Remote Sensing Images
Arbeitsgebiet Polare Atmosphäre und Wolken
Norbert Schlüter*, Klaus-Peter Johnsen,
Hendrik Laue**, Georg Heygster, Jungang Miao Wolken stellen für die Modellierung des Klimasystems in vielerlei Hinsicht eine Herausforderung dar. Sie sind in Modellen nur schwer zu beschreiben und beeinflussen das Gesamtsystem über zahlreiche Wechselwirkungsmechanismen. Dagegen ist das Wissen über Wolken eingeschränkt. Insbesondere für polare Gebiete, deren besondere Bedeutung für das globale Klima bekannt ist, existieren keine Wolkenklimatologien in hinreichender Qualität. Die geringe Anzahl an Meßstationen und die schwierigen klimatologischen Bedingungen sind der Hauptgrund für die schlechte Datenlage. Daher bieten Satellitendaten einen Ansatz, diesen Mißstand zumindest teilweise zu beheben. Allerdings lassen sich Wolken bzw. Wolkenparameter nicht direkt mit Satellitenmessungen erfassen, sondern müssen mit zum Teil aufwendigen Algorithmen abgeleitet werden. Das Projekt HYPAM C bearbeitet die Multisensoranalyse von Hydrometeoren in polaren Gebieten. Ziel ist es, Daten verschiedener Sensoren einer Plattform gleichzeitig zu nutzen und so Inversionsverfahren zu verbessern. Im Laufe des Projektes hat es sich jedoch herausgestellt, dass auch die Daten einzelner Sensoren dieser Satelliten ein großes Verbesserungspotential zur Fernerkundung atmosphärischer Parameter in den Polargebieten besitzen. Hierzu wurden ebenfalls umfangreiche Arbeiten durchgeführt. Es werden Sensoren der Satellitenserie Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) benutzt. Die verwendeten Sensoren sind das Operational Linescan System (OLS), ein Sensor im sichtbaren und infraroten Spektralbereich, der Special Sensor Microwave Imager (SSM/I), ein passives Mikrowellenradiometer, und der Special Sensor Microwave Water Vapor Profiler 2 (SSM/T2). Bei der Analyse von atmosphärischen Parametern und Phänomenen ist die Zeitgleichheit der einbezogenen Messungen von entscheidener Bedeutung, hier sichergestellt durch die ausschließliche Verwendung von Sensoren der DMSP-Satelliten. In den entwickelten Algorithmen werden nur Daten der Mikrowellensensoren und des OLS-Infrarotkanals genutzt, so daß sie zu allen Tages- und Jahreszeiten (insbesondere während der Polarnacht) eingesetzt werden können. Für die Daten der verschiedenen Sensoren wurden folgende Verfahren entwickelt:
Den zentralen Teil der Arbeit stellt die Dissertation von Schlüter dar (Schlüter, 2000). Eine Zusammenfassung davon ist zur Veröffentlichung in der Meteorologischen Zeitschrift eingereicht (Schlüter und Heygster, 2000). Zusätzliche Arbeiten zur Fernerkundung der Wolkensignatur über Meereis mit SSM/I (Miao et al., 2000) und des Gesamt-Wasserdampfgehaltes über Land- und Meereis aus SSM/T2-Daten (Miao et al., 2001) wurden durchgeführt. Veröffentlichungen
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