Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

3.5. SOUNDER 161
Abbildung 3.81: Datenoutput der von Sciamachy
während eines Tages gemessenen totalen
Ozonsäule [75]
Aerosol Measurement) auf Nimbus 7 z.B. betrachtet das Sonnenlicht in einem Frequenzband,
das um 1 µm zentriert ist. In diesem Bereich ist die Absorption durch die normalen
atmosphärische Bestandteile vernachlässigbar. Jede Abschwächung des Sonnenlichtes muss
daher durch Streuung an Aerosolen oder Rayleigh-Streuung an (größeren) Molekülen entstanden
sein. Die Messung von Ozonkonzentrationen erfolgt ebenfalls mit Limb-Viewing Soundern.
Hier werden die Absorptionseigenschaften des Ozons im UV-Bereich ausgenutzt.
Die Instrumente arbeiten meistens in mehreren engen Frequenzbereichen innerhalb des Wellenlängenbereiches
von 0.25 bis 0.34 µm.
§ 517 Sounder arbeiten also nicht exklusiv im sichtbaren Licht; im gegenteil, der nichtsichtbare
Bereich ist der Bereich, in dem die Atmosphäre stark streut oder absorbiert (wie
oben diskutiert) oder auch stark emittiert. OCO [467] z.B. misst Spurengase durch deren
Emission im Infrarotbereich. Hier ergibt sich die Information über die Höhe aus der
Abhängigkeit der Emissionsbanden vom Druck, d.h. für diese Instrumente ist ein exzellentes
spektrales Auflösungsvermögen erforderlich.
§ 518 Eine andere Methode des Sounding beruht auf der Streuung. Die Hauptanwendung
dieser Methode ist z.B. der Nachweis von Regen. Wenn ein Radarpuls durch ein Regengebiet
geht, so werden die Radarechos proportional zur Rückstreuung der Impulse an den Regentropfen
reflektiert, wobei tiefer in die Wolke eindringende Pulse später reflektiert werden. Auf
diese Weise lässt sich ein vertikales Profil der Intensität des Niederschlages erzeugen. Eine
weitere Anwendung von Streuinstrumenten ist die Messung der Ozonkonzentration mit Hilfe
der Rückstreuung der solaren UV-Strahlung (TOMS [327], BUV = Bachscattered UV) [324].
§ 519 Wie bei den immer genauer werdenden Instrumenten im sichtbaren Bereich gilt auch
bei den Soundern: es dauert lange, bis das globale Bild erstellt ist. Abbildung 3.81 zeigt als
Beispiel die von Sciamachy (siehe auch § 671) auf EnviSat bestimmte totale Ozonsäule für
alle während eines Tages erfolgten Messungen. In der Verteilung der Messwerte lässt sich
die Bodenspur wieder erkennen. Allerdings wird nicht kontinuierlich entlang der Bodenspur
gemessen sondern immer nur in Intervallen: das Instrument wechselt zwischen den verschiedenen
Messmodi.
§ 520 Abbildung 3.82 zeigt Beispiele für die von einigen modernen Soundern wie SCIA-
MACHY [325], MIPAS [318], AMAS, MSU, MERIS [316] und CERES [399] betrachteten
Wellenlängenbereiche sowie die atmosphärische Transmission und den gesamten (Erdboden
plus Atmosphäre) aufwärts gerichteten Strahlungsstrom. Eine Übersicht über Dounder gibt
auch das World data Center for Remote sensing of the Atmosphere des DLR [303].
3.5.2 Anwendungsbeispiele
Treibhauswirksame Spurengase und Ozon
§ 521 Eng mit dem Treibhauseffekt und einer möglichen globalen Erwärmung verknüpft
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008