Untersuchung von Wasserdampfstrukturen in ERA-Interim - Userpage

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größeren Teil der austretenden langwelligen Strahlung in den entsprechenden Bereichen
absorbieren kann. Dies hat zur Folge, dass der Treibhauseffekt verstärkt wird und es somit
zu einer zusätzlichen Erwärmung kommt, weswegen dieser Rückkopplungsprozess auch
als positive Wasserdampfrückkopplung bezeichnet wird. [IPCC TAR WG1 et al., 2001] 2
Ein weiterer vom Wasserdampf beeinflusster Effekt ist die Rückkopplung durch Wolken,
da er, wie schon erwähnt, die Wolkenbildung begünstigt. Wolkenrückkopplungen sind
dabei abhängig von der Wolkenhöhe, -dicke und der Wechselwirkung der Wolkenbestandteile
mit der Strahlung. Da Wolken beispielsweise die solare Strahlung reflektieren können,
kann so eine Abkühlung begünstigt werden, was wiederum als negative Rückkopplung
bezeichnet wird. [IPCC TAR WG1 et al., 2001]
Um diese, mit dem Wasserdampf in Zusammenhang stehenden, komplexen Vorgänge
besser verstehen zu können, ist eine möglichst genaue Beobachtung von Notwendigkeit.
Daher werden Satelliten zur Messung bzw. Bestimmung genutzt, um zeitlich und räumlich
hochauflösende Daten zur globalen Analyse des Wasserdampfs zu erhalten, die in
Numerische Wettervorhersage- und Klimamodelle einfließen.
Die Beobachtung des Wasserdampfs über Ozeanen durch Satelliten wird schon seit den
1980er Jahren mithilfe von Mikrowellenradiometern wie dem SSM/I 3 [Schluessel und
Emery, 1990] durchgeführt. Die Bestimmung des Wasserdampfs über Landflächen im
Mikrowellenbereich ist hingegen nicht geeignet, da die Emissivität der Oberfläche variabel
ist [Lindstrot et al., 2012]. Daher nutzt man über Land Sensoren, die im sichtbaren
und nahen Infrarot – Bereich operieren. Ein Beispiel für ein solches Instrument ist das
Medium Resolution Imaging Spectrometer, kurz MERIS, mithilfe dessen Messungen der
Säulenwasserdampfgehalt über Land bestimmt wurde. Für die auf diese Weise ermittelten
Werte des Wasserdampfgehalts in der Atmosphäre wurde bereits eine ausführliche Validation
gegenüber anderen Messverfahren durchgeführt, wobei über Landflächen GUAN
Radiosondendaten, AERONET Sonnenphotometer – Messungen, ARM Mikrowellenradiometer
– Messungen und bodengestützte GPS Wasserdampfbeobachtungsdaten zu nennen
sind [Lindstrot et al., 2012]. Eine globale Analyse und ein Vergleich mit Modelldaten, wie
z.B. denen von ERA-Interim wurde jedoch noch nicht realisiert.
Zudem werden je nach Anwenderschwerpunkt sowohl die MERIS – als auch die ERA-
Interim – Wasserdampfdaten als Referenz genutzt, weswegen in dieser Arbeit ein qualitati-
2 Intergovernmental Panel on Climate Change Third Assessment Report
3 Special Sensor Microwave/Imager; erstmals an Board des DMSP (Defense Meteorological Satellite Program)
F–8 Satelliten, der im 1987 in die Erdumlaufbahn gebracht wurde [Schluessel und Emery, 1990]
April 2013
Nicole Docter, FU-Berlin