Untersuchung von Wasserdampfstrukturen in ERA-Interim - Userpage

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28 4 ERGEBNISSE Abweichung bei. Den geringeren ermittelten Wasserdampfgehalt durch das MERIS – Retrieval kann man dabei auf die Wolkenerkennung zurückführen. Wenn Wolken, bevor das Retrieval durchgeführt wird, nicht erkannt werden, wird die Strahlung in einer zu hohen Schicht reflektiert und ist somit einer wesentlich geringeren Absorption durch Wasserdampf ausgesetzt, da dieser sich zu einem Großteil darunter befindet. Dadurch ergeben sich wiederum geringe Wasserdampfgehälter, als tatsächlich vorhanden sind. Auch im Bereich der mittleren bis hohen Breiten der Nord- und Südhalbkugel sind die teils hohen positiven Abweichungen durch die Wolkenerkennung zu erklären. Da Abweichungen von bis zu 3 kg in der nördlichen Hemisphäre und bis zu 4 kg in der m 2 m 2 südlichen Hemisphäre hier vorwiegend in den kältesten verzeichneten Monaten pro Breitengrad auftreten, ist als Hauptgrund im Speziellen die Unterscheidung zwischen Schnee- bzw. Eisflächen und Wolken anzuführen. Negative Abweichungen treten, wie bereits erwähnt, in geringerem Ausmaß als positive Abweichungen auf, wobei sie dennoch einen Großteil der ermittelten Abweichungen darstellen. Diese höhere Einschätzung des Wasserdampfgehalts durch MERIS wurde auch schon bei der Validation der MERIS – Daten über Landflächen gegenüber anderen Messverfahren festgestellt [Lindstrot et al., 2012], wobei als mögliche Gründe eine ungenaue Beschreibung der Wasserdampfkontinuumabsorption oder die Kalibrierung des Instruments in der Arbeit von Lindstrot et al. [2012] genannt werden. Trotz der beschriebenen Abweichungen sind die zonalen monatlichen Mittel des TCWV von MERIS und ERA-Interim meist innerhalb ihrer Standardabweichungen als gleich zu betrachten, wodurch die in Kapitel 4.1 auf Seite 15 eingeteilten Bereiche zur Untersuchung von in diesen Zonen vorrangig auftretenden Wasserdampfmustern bestätigt wird. Nicole Docter, FU-Berlin April 2013
29 5 Zusammenfassung und Diskussion Mithilfe der zonalen monatlichen Mittel des Säulenwasserdampfgehalts aus Daten von ERA-Interim und MERIS konnten zonale Strukturen des Wasserdampfs über Landflächen bestimmt werden. Dabei zeigt sich sehr deutlich die Temperaturabhängigkeit der Aufnahme von Wasserdampf in der Atmosphäre durch die höchsten TCWV – Werte pro Zone über den gesamten Zeitraum in Abhängigkeit des Sonnenzenitstandes bzw. der höchsten Wärmezufuhr durch Einstrahlung. Zudem sind Unterschiede auf der Nord- und Südhalbkugel für Zonen, die gleich weit vom Äquator entfernt sind, zu verzeichnen, was auf den Einfluss des Ozeans auf Landflächen zurückgeführt werden kann und mit dessen Wärmespeicherkapazität zusammen hängt. Die in dieser Arbeit beschriebenen Zonen sind dabei im MERIS – und ERA-Interim – Datensatz dieselben und weisen ähnliche Werte auf. So finden sich am Äquator und den direkt an ihn anschließenden Breitengraden die im Mittel höchsten zonalen monatlichen Wasserdampfgehälter über den gesamten Zeitraum wieder. Dabei unterliegen sie einer geringfügigen jährlichen Änderung und weisen die kleinste prozentuale Standardabweichung auf. Die daran anschließende Zone bis 20 ◦ Nord bzw. Süd weist hingegen im Mittel einen um bis zu 10 kg m 2 geringeren Wasserdampfgehalt auf, aber gleichzeitig die größte Variabilität der Mittel und die höchsten mittleren Standardabweichungen je für Süd und Nord über den betrachteten Zeitraum. Dabei sind die über die anteiligen Breiten gemittelten Wasserdampfgehälter der Zone der Südhalbkugel höher als die der Nordhalbkugel. Die Standardabweichungen und Änderungen innerhalb der Zone sind jedoch im Mittel für die südliche Hemisphäre geringer. Dieser Unterschied zwischen Nord- und Südhalbkugel einer Zone kann auch im Bereich der Subtropen beobachtet werden. Allerdings liegt in diesen Breiten ein deutlich geringerer mittlerer Säulenwasserdampfgehalt vor, wobei die Variabilität der Mittel ähnlich hoch ist wie im vorherigen Bereich. Zudem zeichnet sich diese Zone durch hohe Standardabweichungen von 40 bis 50% vom Mittel aus und besitzt in den nördlichen Subtropen die höchste, maximale Standardabweichung. Im Bereich der mittleren Breiten liegt im Vergleich zur vorherigen Zone wieder ein geringerer Wasserdampfgehalt vor, wobei diesmal in der nördlichen Hemisphäre höhere Werte als in der Südlichen zu beobachten sind. Die Veränderung des Wasserdampfgehalts April 2013 Nicole Docter, FU-Berlin
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