Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass die Qualität der Feuchtebestimmung . für die obere Troposphäre aus Meteosat Daten den Feuchtemessungen der Radiosonden ebenbürtig Ist.
Im Artikel von Schmetz und Turpeinen (1988) wird der absolute Fehler der UTH Bestimmung auf 10 - 15 0/0 abgeschätzt. Die Differenz für den in Abbildung 1 betrachteten Vergleich zwischen den Radiosondenmessungen und den UTH Werten lag bel etwa 5 %. Diese systematische Abweichung kann jedoch durch Änderungen im 'Retrieval' oder eine kleine Variation der Kalibrierung des Meteosat WV Kanals eliminiert werden.
+
20·S - SS·S
ＲｾＶ SR"PLES CORR. COEff. 1 0.77
5LOPE ; 0.63 20· N - SsoN 615 SR"PLES CORR. COEff.1ｏＮＶｾ
SLOPE ; 0.62
RAD[OSONDE HUHIOITY 17.)
§:::
ｾｓｄＮｾＮＮ｡ＮｾＡｏＮｾＺｬ｡ＮｾｬｄＮ
'" a. i'ffT-m-'M'T'T'T'1"T'l'T'1"T'l1TTTl
20·S - 20·N
ＱＶｾ SR"PLES CORR. COEff. 1 0.60
SLOPE • 0.69 ALL VALUES
ｉｏｾＵ SR"PLES CORR. COEff.1 0.70
SLOPE , 0.62
RROIOSONDE HUHlOITl 17.)
O. 20. 'iO. &0. BQ, 100.
RRD I CSONDE HUH[0I Tl m
Flgure 1. Vergleich von Meteosat- und Radiosonden-Feuchte (5. Oktober bis 5. November 1987)
Der Vergleich zeigt,dass die Übereinstimmung Im Bereich der Tropen am besten Ist mit einem Korrelationskoeffizienten von 0.8. Der RMS Fehler für den Vegleichszeitraum betrug 9.9 und die mittlere Differenz zwischen den Meteosat UTH Werten und den Radiosondenmessungen lag bei -4.5 Prozent.
In der Abbildung 2 ist für eine einzelne Station ein Zeitreihenvergleich für die Station Santa Cruz (Kanarische Inseln) gezeigt. Es ｾ･ｩｧｴ sich, dass auch bei einer einzelnen Station die Ubereinstimmung als gut angesehen werden kann. Die maximale Abweichung zwischen Radiosonde und Meteosat beträgt 19 % und ist im Mittel kleiner als 10 Prozent.
ｾ RRD(OSONDE )!( UTH
SANTA CAUZ, SPAIN (28.1! N. 16.2 WJ
aeTOBER 1988
Turpelnen,0.; Schmetz,J. (1989): Validation of the Upper Tropospherlc Humidity Determlned from Meteosat Data; (accepted by J. Atmos. Ocean.
Techn.)
Schmetz,J. (1986): An atmospheric correction scheme for operational application to Meteosat infrared measurements; ESA Journal; Vol. 10; pp 145 -159.
Schmetz,J.;Turpeinen, O. (1988): Estimation of the Upper Tropospheric Relative Humidity Fleld from Meteosat Water Vapor Image Data; J. Appl.
Met.; Vol. 27; pp 889 - 899.
Flgure 2. Vergleich Meteosat UTH und Radiosonde In Santa Cruz I Spanien (Oktober,1988)
FERN ERKUNDUNG VON TEKPERATURPROFILEN IN POLAREN GEBIETEN Hans-Joachim Lutz
Ins t i tu t für Geophysik und Meteorologie Universität zu Köln
Kerpener Str. 13 5000 Köln 41 I Einleitung
Zur Wettervorhersage und zur Analyse des glo-balen Klimas werden genaue Informationen über die räumlichen Temperatur- und Feuchtestruk-turen der Atmosphäre verlangt. Um die Daten-lücken insbesondere über den Ozeanen und den polaren Gebieten 'zu schließen, werden Satel-litenmessungen benötigt. Die bei der Auswer-tung der Satellitendaten bisher verwendeten operationellen statistischen Regressionsver-fahren haben sich für die polaren Gebiete als sehr fehlerhaft erwiesen. Die auftretenden Probleme, wie zum Beispiel die Wolkenerken-nung und die in der Antarktis stark ausge-prägten Temperaturinversionen können durch die bisher benützten Regressionsmethoden nur ungenügend gelöst werden.
An der Universität von Wisconsin wurde ein physikalisches Auswerteverfahren entwickelt, das im "International ';['OVS Processing Package (ITPP)" weltweite Verbreitung findet (Smith et al. 1985, Huang und Smith 1986). In mitt-leren Breiten erweist sich dieses Verfahren als hinreichend genau, zumal die unbekannten Größen wie Bewölkung, Höhe des Untergrundes und Oberlächentemperaturen explizit berechnet werden. Die Resultate in polaren Gebieten wa-ren allerdings nach wie vor unbefriedigend, wie Vergleiche mit gleichzeitigen Radioson-denmessungen und Analysen des Europäischen Zentrum für Mittelfristvorhersagen (EZMW) zeigen.
In dieser Abhandlung sollen deshalb einige Verbesserungen des Auswerteverfahrens an Hand von Fallbeispielen dargestellt und diskutiert werden.
2 Das ITPP - Auswerteverfahren
Die Grundgleichung der Fernerkundung der At-mosphäre ist die Strahlungstransportglei-chung. Die terrestrische Strahlung, die ein Sa- tellit am Oberrand der Atmosphäre mißt ist in der folgenden Gleichung dargestellt.
I,-A S SB(A,T(p »*r(A,p )
o
+
f
B(A,T(p»*(ar(A,p)/ap)*dp Psmit
I A - Strahldichte bei Wellenlänge A B - Planck-Funktion,
p - Luftdruck,
T Temperatur in Kelvin, r - Transmissionsfunktion, A - Wellenlänge,
der Index s bedeutet Oberflächen-niveau und der Term ar/ap wird als Gewichtsfunktion bezeichnet.
Die Strahlungsmessungen erfolgen durch das TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS) Instrumentenpaket an Bord der polarumlaufen-den NOAA - Satelliten. Detaillierte Beschrei-bungen der Radiometer finden sich in den Pu-blikationen der NOAA (z.B. NOAA Technical Me-morandum NESS 95 , 1979).
In dem hier benutzten Auswerteverfahren (Smith et al. 1985) wird ein Ausgangsprofil (klimatologische Daten, Vorhersagemodelle, Profile aus Regressionsverfahren) solange verändert, bis die daraus berechnete Strah-lungstemperatur mit gemessenen Werten
über-einstimmt. Die Wolkenhöhe und der Bedeckungs-grad wird nach der "C02 Verhältnis
-Methode" bestimmt (Smith und Platt 1977, Menzel et al. 1983). Das ITPP beinhaltet fer-ner Informationen über die geographische To-pographie mit einer Auflösung von 18.5 km, so daß die Höhe des Untergrundes angegeben wer-den kann.
Das Versagen der im ITPP benutzten Methode hat mehrere Gründe. Als erstes wäre der Feh-ler zu nennen, der durch die Benutzung des sogenannten "space view" bei der linearen Eichung des.High resolution IfraRed Sounder (HIRS) besonders bei tiefen ｔ･ｾ＿･ｲ｡ｴｵｲ･ｮ
(kleiner als 250 K) entsteht (Lutz und Smith 1988). Der Grund hierfür könnte eine Stör-strahlung sein, die die Messungen geringerer Energien (space view) stärker beeinflussen als die Messungen höherer Ｈｩｮｾｲｮ･ｲ warmer und kalter Schwarzkörper) von 260 K bzw.
300 K. Deshalb wurden nur die beiden internen Schwarzkörper zur Eichung herangezogen.
Andere Fehlerquellen in der Auswertung der Satellitendaten sind in der Methode selbst zu suchen. So werden die Kanäle 13 bis 19 von HIRS (3.7 pm bis 4.5 pm) benutzt sobald das Bildelement als wolkenfrei erkannt worden ist. Wasserwolken reflektieren in diesem Wel-lenlängenbereich die solare Strahlung noch in einem großen Maße. Da solce Wolken gerade über den Schnee- und Eisfeldern der polaren Gebiete vom Satelliten aus nur schwer erkenn-ar sind, werden die Messungen in diesen Ka-nälen falsch interpretiert. Die auftretenden Abweichungen der gemessenen Strahlungstempe-raturen vom erwarteten Wert betragen bis zu 2 K, was die Messungen für das Auswertever-fahren nutzlos macht.
Das physikalische Auswerteverfahren ist
au-°ßerdem auch stark von dem Ausgangsprofil ab-hängig. Deshalb konnte eine weitere Verbes-serung der Ergebnisse durch eine entsprechen-de Änentsprechen-derung entsprechen-des Ausgangsprofiles erreicht werden. Die im ITPP benutzten klimatologi-schen Profile werden aus den Klimadaten für fünf geographische Breiten (15°, 30°, 450, 60°, 75°) und zwei Jahreszeiten (Sommer und Winter) gebildet. Dabei ist keine
Unterschei-jeweilige Jahreszeit getroffen worden, obwohl die Differenzen' gerade in den polaren Gebie-ten gravierend sind. Deshalb wurden in der geänderten Version des ITPP zusätzliche
kli-ｭ｡ｴｯｬｯｧｩｾ｣ｨ･ Profile für ＶＰｾ und 75° Süd
(Sommer und Winter) sowie für das antarkti-sche Hochplateau eingefügt.
3 Ergebnisse
Die Ergebnisse
､ｾｲ
Originalversion und der geänderten Version des ITPP wurden mit Radio-sondendaten und den Analysen des ECMWF ver-glichen. Als Beispiel sollen hier Daten vom 21. Dezember 1987 gemessen gegen 23:45 GMT dienen. In den Abbildungen 1 und 2 ist die gemittelte Temperaturdifferenz zwischen be-rechneten und gemessenen Temperaturprofilen für die beiden Versionen dargestellt. Bei dem ursprünglich verwendeten Analyseverfahren des ITPP treten Differenzen von zum Teil mehr als 5 K auf. Die geänderte Version zeigt Diffe-renzen von weniger als 2 K in der Troposphäre und allerdings noch von bis zu 3 K in der Stratosphäre.Die Verbesserungen des ITPP werden auch deut-lich im Vergleich der Analysen der Höhe der 500 hPa und 300 hPa Flächen. In der Tabelle 1 werden die Ergebnisse der geänderten Version mit der Originalversion und mit Radiosonden-messungen verglichen. Dabei zeigt sich nur für Station Bellinghausen (89050) eine größe-re Abweichung der neuen ITPP - Version von den Radiosondenmessungen (größer als 50 gpm).
Dieser hohe Wert kann durch Nichterkennung der über diesem Gebiet vorhandenen mehrschichti-gen Bewölkung verursacht sein. Abbildung 3 zeigt zusätzlich einen Vergleich der Analyse der 500 hPa Fläche zwischen der geänderten Version des ITPP und der ｾｃｍｗｆ Analyse. Da-raus ist erkennbar, daß die geänderte Version des ITPP nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ sehr gute Ergebnisse zeigt. Die größten Abweichungen sind mit 50 gpm über der Weddell-See zu beobachten.
Abb. 1 Mittlere Temperaturdifferenz zwischen Radiosondenmessungen und den ｾｲｲ･｣ｨｮ･ｴ･ｮ
Profilen für die Originalversion des ITPP.
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loeo_ 10I ' i I •i 1i •_ S1",1r-r1--rr-r-1"""""TT""""""'"0I Iii I I I I
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Ａｾｲｲｲ 1CBIAS (K)
Abb. 3 Vergleich der Analyse der sqq hPa Fläche der geänderten ITPP - Version mit den Analysen des ECMWF (22.Dez.1987 00 GMT).
\
. ._---_...__..- -_._---_._-- 4 Literaturverzeicbnis
Abb. 2 Mittlere Temperaturdifferenz zwischen Radiosondenmessungen und den errechneten Profilen für die geänderte Version des ITPP.
100
Huang H.-L.A., Smith W.L. (1986)
An extention of the simultaneous TOVS retrieva1 a1gorithm: the inc1usion of c10ud parameters.
Tech. Proceedings of the third ITSC, Madison, Wisc. 13.-19. August 1986 Lutz H.-J., Smith W.L. (1988)
TOVS over polar regions
Tech. Proceedings of the fourth ITSC, Ig1s (Österreich) 16.-22. März 1988 Menze1 W.P., Smith W.L., Stewart T.R. (1983)
Improved c10ud motion wind vector and a1titude assignment using VAS.
J. of Clim. and App1. Meteoro1ogy, Vo1.22, März 1983
Tab. 1 Vergleich der Höhe der 500 hPa Fläche zwischen der Originalversion (Hl), der geänderten Version (H2) und der Radio-sondenmessung (H3) (22.Dez.1987 00 GMT).
Station Hl H2 H3
SANAE 5384 5134 5100
Südpol 5246 5066 5100
Bellinghausen 5515 5344 5400
Novolazar. 5348 5134 5100
Vostok 5277 5052 5080
Smith W.L., Platt C.M.R. (1978)
Intercomparison of radiosonde, ground based laser and sate11ite deduced c10ud heights.
J. of App1. Met., Vo1.17, Dez. 1978 Smith W.L., Woo1f H.M., Hayden C.M., Schreiner A.J.
The physica1 retrieva1 TOVS export package.
Tech. Proceedings of the second ITSC Ig1s (Österreich), 18.-22. Februar 1983
PASSIVE FERNERKUNDUNG TROPOSPHÄRISCHER SPURENGASE VOM WELTRAUM AUS Herbert Fischer, Gerald Wetzel und Hermann Oelhaf
Institut für Meteorologie und Klimaforschung Kernforschungszentrum/Universität Karlsruhe
1 EINLEITUNG
Für ein besseres Verständnis der troposphäri-schen Chemie, des Transports von Luftbeimengun-gen und des Klimaeffekts anthropoLuftbeimengun-gener Spuren-stoffe ist die globale Erfassung der Zusammen-setzung der Atmosphäre mit guter zeitlicher und räumlicher Auflösung erforderlich. Diese
Zielsetzung verlangt den Einsatz von Ferner-kundungsinstrumenten auf Satelliten. Für die Messung von Spurengasen in der Stratosphäre hat sich die Infrarotspektroskopie in den letzten Jahren als leistungsfähige Meßmethode erwiesen.
Im Gegensatz dazu liegen für die Troposphäre lediglich Fernerkundungsmessungen für die Spurengase Wasserdampf und Kohlenmonoxid
(REICHLE et al. 1982) vor. Die Leistungsfähig-keit der Infrarotspektroskopie zur Erfassung troposphärischer Spurengase konnte bislang noch nicht beurteilt werden, da entsprechend detail-lierte Strahlungsübertragungsrechnungen fehlten (FISCHER et al. 1989).
2 PROBLEMSTELLUNG
Die Fernerkundung troposphärischer Spurengase wird erschwert durch spezifische Eigenschaften der unteren Atmosphäre. Das schwerwiegendste Problem ist das Vorhandensein von Wolken, die eine Sondierung der atmosphärischen Schichten unterhalb der Wolken im infraroten Spektralbe-reich unmöglich machen. Bei Verwendung polarum-laufender Satelliten als Instrumententräger mit hoher Überdeckungsrate finden sich jedoch für die allermeisten Gebiete der Erde wolkenfreie
ｅｰｾｳｯ､･ｮ innerhalb von einigen Tagen. Weitere
Probleme für Fernerkundungsmessungen sind die stark strahlende Erdoberfläche als Hintergrund des interessierenden Atmosphärensignals, die Maskierungseffekte durch die starke Absorption des atmosphärischen Wasserdampfs über weite Spektralbereiche und die generell stark druck-verbreiterten Spektrallinien. Die letztgenann-ten Probleme haben die Fernerkundung troposphä-rischer Parameter mit den üblicherweise hierfür eingesetzten Filterradiometern praktisch
verhindert. Die Fortschritte der letzten Jahre
ver, spektral hochauflösender Instrumente (wie z.B. Fouriertransformationsspektrometer) haben die Möglichkeiten der troposphärischen Ferner-kundung signifikant verbessert. Die im folgen-den beschriebenen Untersuchungen zielen daher auch auf einen möglichen Einsatz des arn IMK in Zusammenarbeit mit dem Meteorologischen Insti-tut München und der Industrie entwickelten Fourierspektrometers MIPAS (Michelson Interfe-rometer für passive atmosphärische Sondierung) ab.
3 MIPAS-EXPERIMENTE: ZIELSETZUNGEN UND STATUS
Alle MIPAS-Projekte haben zum Ziel, mittels Infrarotspektroskopie Spurengase der Atmosphäre zu erfassen. Die Fourierspektroskopie hat sich als leistungsfähige Methode erwiesen, um in kurzer Zeit eine Vielzahl verschiedener Spuren-gase in demselben Luftvolumen nachzuweisen.
Kernstück der im Fernerkundungsverfahren arbei-tenden MIPAS-Experimente ist ein neuartiges Fourierspektrometer, aufgebaut nach dem Prinzip des Doppelpendelinterferometers (DPI) (FISCHER et al. 1983). Dieser Interferometertyp zeichnet sich durch hohe spektrale Auflösung bei kompak-ter Bauweise und ein im Vergleich zu klassi-schen Konstruktionen besonders betriebssi-cheres, störunempfindliches Vorschubsystem aus.
Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten eines MIPAS-Experimentes haben zu 4 Entwicklungslini-en geführt:
Ein ungekühltes Labormodell (MIPAS-LM) mit einer spektralen Auflösung von 0,03 cm- 1
(apodisiert) wird für Laborzwecke und Feldexpe-rimente verwendet. Der erste Feldeinsatz wurde im Febr./März 1989 auf dem Jungfraujoch durch-geführt. Dieses ortsgebundene Gerät mißt die atmosphärische Absorption der direkt oder vom Mond reflektierten infraroten Sonnenstrahlung.
Aus den Meßspektren können Säulengehalte rele-vanter Spurengase abgeleitet werden. Für die kommenden Jahre sind Meßeinsätze in polaren Regionen (Spitzbergen, Kiruna) geplant.
Eine weitere Entwicklungslinie hat zu einem MIPAS mit gekühlter Optik zur ballongetragenen Messung von atmosphärischen Emissionspektren geführt. Die Funktionstüchtigkeit eines gekühl-ten DPI wurde im Rahmen dieser Entwicklung erstmals im Labor nachgewiesen. Das gemeinsam mit dem Meteorologischen Institut München entwickelte Ballonexperiment MIPAS-B wird im Mai 1989 zu seinem ersten Meßflug starten.
Eine dritte Entwicklungslinie zielt auf den Einsatz eines gekühlten MIPAS-Experimentes auf Flugzeugen ab (MIPAS-F). Flugzeugexperimente erlauben die Erfassung dreidimensionaler Verteilungen, insbesondere auch in für Boden-und Ballonmessungen nicht bzw. nur schwer zugänglichen Gebieten. Für MIPAS-Experimente auf dem hochfliegenden Forschungsflugzeug Stratolab wurde ein Rahmenentwurf erstellt. Ein erster Einsatz ｾｳｴ für 1990 geplant. Besonderes Ziel solcher Experimente ist die Erforschung der Chemie innerhalb und außerhalb des Polar-wirbels. Im Gegensatz zu den bereits von anderen Gruppen durchgeführten Okkultationsex-perimenten kann MIPAS auch während der Polar-nacht Spurengaskonzentrationen erfassen.
Das größte wissenschaftliche Potential eines MIPAS-Experiments bietet der Einsatz auf einem Satelliten. Ein entsprechender Experimentvor-schlag für die 1. Polare Plattform der ESA wurde im Sommer 1988 eingereicht und inzwischen von der ESA als mit höchster Priorität zu f6rderndes Experiment der wissenschaftlichen Nutzlast eingestuft.
4 TROPOSPHÄRISCHE FERNERKUNDUNG - UNTERSU-CHUNGSMETHODE UND VORLÄUFIGE ERGEBNISSE Die im vorigen Abschnitt genannten MIPAS-Pro-jekte zielen im wesentlichen auf eine Erfor-schung der Stratosphäre und des Tropopau-senbereichs ab. Im folgenden werden die Methode und vorläufige Ergebnisse einer am IMK durchge-führten ersten Untersuchung zum Potential der Fernerkundung troposphärischer Spurengase mit spektral hochauflösenden Instrumenten vorge-stellt. In dieser Studie wurde die Eignung der Horizontsondierung von einem innerhalb der Troposphäre fliegenden Flugzeug und die Eignung der Nadirsondierung von einem oberhalb der Tropopause operierenden Flugzeug bzw. von einem Satelliten aus untersucht. Im folgenden be-schränken wir uns auf den Fall eines Satelli-teneinsatzes. Als Meßgerät wurde ein Spektrome-ter mit den Leistungsdaten des gekühlten MI PAS angenommen (Spektralbereich: ca. ＴＭＱＵｾＬ
spek-trale Auflösung 0,05 cm- 1 , entsprechend einem Auflösungsvermögen von 20000 bei ＱＰｾＩＮ
In einem ersten Schritt wurde die Separierbar-keit von spektralen Signaturen interessierender Spurengase untersucht. In ausgesuchten Spek-tralintervallen sind zunächst Gas für Gas synthetische Nadirsondierungsspektren berechnet worden. Die Separierbarkeit einer Signatur des interessierenden Gases wurde unter Berücksich-tigung aller sonstigen im ausgewählten Spek-tralintervall optisch aktiven Spurenstoffe geprüft. Ein Beispiel zeigt Abb.1, in der im wesentlichen Signaturen der Spurengase CH 4 , N20 und H20 hervortreten.
In einem zweiten Schritt wurde untersucht, welche Atmosphärenbereiche den größten Beitrag zu dem an Satelliten gemessenen Signal beisteu-ern. Die sogenannten Beitragsfunktionen (mit der Planck-Funktion multiplizierte Gewichts-funktionen) liefern Hinweise über die Bedeutung des Einflusses des Bodensignals und zum Infor-mationsgehalt der Messungen bezüglich der vertikalen Verteilung des interessierenden spurengases. Abb. 2 zeigt, daß nur die Bei-tragsfunktion der Signatur Nr. 3 innerhalb der Atmosphäre ein Maximum aufweist. Demzufolge muß für die Signaturen Nr. 1, 2 und 4 der Einfluß der warmen Hintergrundstrahlung vom Erdboden genauer untersucht werden.
Diese Sensitivität des Strahldichtesignals auf Fehler in der Kenntnis des Bodenterms wurde ebenso betrachtet wie auch die Sensitivität bezüglich Fehlern in der Lufttemperatur. Bei den CH 4-Signaturen Nr.1 und 2 ergibt sich eine gewisse Abhängigkeit des Signals von der
Bodentemperatur: eine Änderung der Oberflächen-temperatur von 2K bedingt dieselbe Strahldich-teänderung wie eine Änderung der CH
4 -Konzentra-ti on von 5,7 % bzw. 1,3 %. Bei den anderen beiden Linien ist dieser Effekt vernachläs-sigbar klein. Die Sensitivität des Signals bezüglich eines systematischen Fehlers im Temperaturprofil von 1K entspricht je nach Signatur derjenigen einer Variation in der CH 4-Konzentration zwischen 3 und 13,5%. In Anbetracht der Tatsache, daß der systematische Fehler von lK eher zu hoch angesetzt ist und statistische Temperaturfehler bei der Verti-kalsondierung von untergeordneter Bedeutung sind, können diese Unsicherheiten im abgelei-teten Absorbergehalt als akzeptabel bezeichnet werden.
WELLENLÄNGE (J.lm)
Abb. 1: Strahldichtespektrum im Bereich der ＷＬＷｾ CH 4-Bande für Nadirsondierung aus Satelliten-höhe. Die CH4-signaturen sind mit Pfeilen ｭ｡ｾｫｩ･ｲｴＮ Die übrigen starken Signaturen sind H20- oder Mischsignaturen.
1.0
Abb. 2: Beitragsfunktionen im Bereich der ＷＬＷｾ CH 4-Bande für Nadirsondierung aus Satelliten-höhe.
o-L._ _--L .LI_ _----'I--_ _--L-_ _--'--I_ _----'1--_ _...L1 ,
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00
B • (dT/dZ) in (W cm-2 sr-1 cm km-U'lE-7 Die Untersuchungen für die Spurengase N
20 und CO zeigen ähnliche Ergebnisse. Die Information über CO ist allerdings bei der gewählten spektralen Auflösung mehr auf die untere Troposphäre begrenzt.
5 SCHLUSSFOLGERUNG
Die oben beschriebene Durchführbarkeitsstudie hat gezeigt, daß Fernerkundungsmessungen troposphärischer Spurengase, wie z.B. CH 4, N20 und CO, prinzipiell möglich sind. Die Zahl der erfaßbaren Spurengase ist auf Grund der kurzen optischen Wege und der starken Wasserdampfab-sorption begrenzt. Troposphärische Spurengase mit Konzentrationsmaxima innerhalb der Strato-sphäre (wie z.B. 0 3, N02 ) können nur dann mit guter Genauigkeit gemessen werden, wenn entwe-der entwe-deren stratosphärische Verteilung aus gleichzeitig durchgeführten
Horizontsondie-der Troposphäre auftreten. Die bisher durchge-führten Strahlungsübertragungsrechnungen erlauben nur vorläufige Aussagen über die Möglichkeiten und Grenzen der Fernerkundung troposphärischer Spurengase. Aus diesem Grund sind weitergehende vertiefte Untersuchungen ge-plant.
FISCHER, H., FERGG, F., OELHAF, H., RABUS, D.
und VÖLKER, W.: Simultaneous detection of trace constituents in the middle atmosphere with a small He-cooled high resolution Michelson interferometer (MIPAS). Beitr.Phys. Atm. 56 (1983) S. 260-275.
FISCHER, H., WETZEL, G. und OELHAF, H., 1989:
Remote Sensing of Tropospheric Trace Gases from Space, Proceed. Intern.Radiation symp. 1988, Ed.J. Lenoble, A. Deepak Publishing Comp., im Druck.
REICHLE, H.G. et al: Carbon monoxide
measurements in the troposphere. Science 218
BODENFLÜSSE BEI OFFENER ZELLULARKONVEKTION Stephan Bakan
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg Elke Schwarz
Meteorologisches Institut der Universität Hamburg
Satellitenaufnahmen belegen, daß sich konvektive Bewölkung über See häufig in mesoskaligen Strukturen organisiert. In mitt-leren und hohen Breiten treten besonders häufig und auffällig sogenannte "offene Zei-len" auf. In diesen bildet die Konvektionsbe-wölkung mehr oder weniger regelmäßig an-geordnete ringförmige Strukturen von eini-gen 10 km. Durchmesser. Man nimmt an, daß ein solcher mesoskaliger Wolkenring eine Se-kundärzirkulation mit Aufsteigen im ten Rand und Absinken im weniger bewölk-ten ("offenen") Innenbereich der Zelle dar-stellt. Im Gegensatz zur Laborkonvektion wer-den dabei große Aspektverhältnisse (Zell-durchmesser/Konvektionshöhe ｾ 10) beob-achtet, die wahrscheinlich im wesentlichen eine Folge der freigesetzten latenten Wärme sind. Offenen Zellen charakterisieren Gebiete mit relativ kalter Luftmasse, in die große sen-sible und latente Wärmeflüsse von der Ozean-oberfläche treten. In Voruntersuchungen zu diesem Projekt
ｾｵｲ､･ｮ
Hinweise darauf ge-wonnen, daß sich die Struktur der Zellularkon-vektion im Satellitenbild mit der Temperatur-differenz zwischen Luft und Wasser ändert.Ziel der Arbeiten ist es daher, nach einer stati-stischen Untersuchung der Umstände des Auf-tretens und der Eigenschaften offener Zellen, einen solchen Zusammenhang zu suchen und zu quantifizieren. Gelingt das mit genügender Genauigkeit, so kann eine Methode zur Fern-erkundung der Temperaturdifferenz zwischen Luft und Wasser, eventuell auch des Boden-wärme- und -feuchteflusses gewonnen wer-den.
Für eine Klimatologie der mesoskaligen Zellularkonvektion des Zeitraums vom 1.
Januar 1980 bis 31. Dezember 1983 wurden die aus Daten des AVHRR (= ｾ､ｶ｡ｮ｣･､ y"ery
Januar 1980 bis 31. Dezember 1983 wurden die aus Daten des AVHRR (= ｾ､ｶ｡ｮ｣･､ y"ery