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146 8. Neutrosphärische Refraktion
In Analogie zu Gleichung (8-110) bzw. (8-113) geben DAVIS ET AL. (1985) mit
m
∆ , [ m] ( 0.
0022768 0.
000005)
Dp0
hPa
Zenit
⎡ ⎤
NEU h = ± ⎢ ⎥ (8-120)
⎣ ⎦
und ELGERED ET AL. (1991) mit
m
∆ , [ m] ( 0.
0022779 0.
0024)
Dp0
hPa
Zenit
⎡ ⎤
NEU h = ± ⎢ ⎥ (8-121)
⎣ ⎦
alternative funktionale Zusammenhänge zur Berechnung des hydrostatischen Anteils des neutrosphärischen Einflusses
an. Der etwas genauere Davis-Ansatz verwendet die Koeffizienten von THAYER (1974), während in Gleichung (8-121)
die ungenaueren Koeffizienten des Modells von Boudouris verwendet werden, siehe hierzu Kapitel 8.3. Für mittlere
meteorologische Bedingungen der Antarktischen Halbinsel (p0 = 986 hPa) ergeben sich nach Gleichung (8-120) bzw.
(8-121) zenitale Werte für die hydrostatische neutrosphärische Laufzeitverzögerung von 2.2412 m bzw. 2.2423 m. Im
Gegensatz dazu ergibt sich basierend auf Gleichung (8-114) unter Verwendung des Ruegerbest-Ansatzes und unter
Berücksichtigung des Realgasfaktors ein um ca. 1 cm geringerer Wert von 2.2314 m. Somit sollten zenitale neutrosphärische
Laufzeitverzögerungen der hydrostatischen Komponente mittels Gleichung (8-114) bestimmt werden.
Basierend auf den für das Untersuchungsgebiet zur Verfügung stehenden meteorologischen Wettermodelldaten können
Untersuchungen der wichtigsten meteorologischen Einflussgrößen durchgeführt werden. Dadurch ist es möglich, die
oben beschriebenen Modellannahmen einerseits zu validieren, andererseits jedoch auch zu verbessern.
In Abbildung 8-43 ist die zur Berechnung der zu validierenden Modellparameter β und H T angewandte Strategie
schematisch und exemplarisch für einen diskreten NCEP-Gitterpunkt (λ = -50°, ϕ = -60°) veranschaulicht.
In Abhängigkeit von der Steigung der Geraden, die durch zwei aufeinanderfolgende NCEP-Druckflächen eindeutig
definiert ist, wird die Höhe gesucht, ab der diese Steigung größer als der Wert -2 wird (Tropopausenhöhenkriterium).
Dabei werden in Bodennähe auftretende, u.a. durch Inversion verursachte positive Gradienten nicht berücksichtigt.
Verfährt man in dieser Weise für alle verfügbaren Druckflächen der NCEP-Gitterpunkte 8-46 , so können einerseits Werte
für die Tropopausenhöhe anderseits mittels einer ausgleichenden Geraden Werte für den Temperaturgradienten in der
Troposphäre bestimmt werden. Hierbei ergibt sich ein inhomogenes Bild (Abbildung 8-44). Der maximale (minimale)
negative Temperaturgradient beträgt -3.8 K/km (-7.2 K/km). Für den Mittelwert des Temperaturgradienten wird
-(5.59±0.34) K/km erhalten. Dieser mittlere Gradient ist ebenso repräsentativ für die mittleren Gradienten der SCAR-
Kampagnen der Jahre 1995, 1998 und 2002, siehe hierzu Tabelle 8-15.
Abbildung 8-43: Schematische Darstellung des Prinzips
zur Ableitung von meteorologischen Parametern aus
NCEP-Wettermodelldaten (grün), ausgleichende Gerade
(rot, gestrichelt)
Abbildung 8-44: Grundgesamtheit aller Temperaturgradienten;
links/schwarz: 1995, Mitte/blau: 1998,
rechts/rot: 2002
8-46 Die NCEP-Datenbasis wurde in Kapitel 8.2.3 beschrieben. Sie umfasst für 66 Gitterpunkte die 6h-Daten der drei Jahre 1995, 1998 und 2002 des
Zeitbereichs 1. Jan. - 28. Feb. (59 d).