Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

164 KAPITEL 3. SATELLITENINSTRUMENTE
Abbildung 3.83: Stratosphärische
Aerosol Messungen
(SAM II) der optischen
Tiefe als einem Maß für die
Abschwächung der einfallenden
solaren Strahlung in
der Arktis und Antarktis
[41]. Die Pfeile deuten
größere Vulkanausbrüche
an
atmosphärische Grenzschicht in 0 bis 3 km Höhe und für die darüberliegende freie Troposphäre.
Das Interesse am Kohlenmonoxid erklärt sich dadurch, dass sich CO als ein gutes
Näherungsmaß für die troposphärische Ozonkonzentration verwenden lässt (d.h. das durch
den Menschen zusätzlich verursachte Ozon in Bodennähe, das zu den sommerlichen Ozonwarnungen
führt). Harris [89] zeigt Beispiele für die Kohlenmonoxid- und Ozonmessungen
mit MAPS; ein Beispiel für eine CO-Messung mit AIRS auf Aqua ist in Abb. 4.10 gegeben.
§ 528 Eine direkte Messung der troposphärischen Ozonkonzentration ist auf diese Weise
kaum möglich, da der größte Teil des Gesamtozons in der Stratosphäre liegt, d.h. jeder Satellit
würde im wesentlichen das stratosphärische Ozon sehen. Allerdings gibt es eine indirekte
Möglichkeit, das troposphärische Ozon als Differenz aus der Gesamtozonsäule und dem stratosphärischen
Ozon zu bestimmen. TOMS (Total Ozon Mapping Spectrometer [327]) misst
seit 1979 täglich und global den Gesamtozongehalt der Atmosphäre (d.h. die Summe aus dem
troposphärischen und dem stratosphärischen Ozon) – TOMS hat auch zuverlässig die Daten
für den linken Teil von Abb. 1.4 geliefert.
§ 529 TOMS arbeitet nach dem Prinzip der zurückgestreuten UV-Strahlung (BUV, backscattered
UV [324]) und ist das Instrument, auf dessen Daten die Informationen über das
antarktische Ozonloch beruhen, vgl. Abb. 1.4. Während in hohen Breiten die Ozonkonzentration
sehr variabel ist (was sich auch im saisonalen Auftreten des Ozonloches zeigt), ist in
den Tropen bis hin zu mittleren Breiten die stratosphärische Ozonkonzentration praktisch
konstant, d.h. in mittleren und niedrigen Breiten geben die Schwankungen in der Gesamtozonkonzentration
gleichzeitig die Schwankungen im troposphärischen Ozon wieder.
§ 530 Die Verwendung von Satellitendaten hat hier, wie auch in vielen anderen Bereichen
der Erdfernerkundung wieder zwei Vorteile, (a) die kontinuierliche Messung und (b) die Messung
auch über entlegenen Gegenden. Ob wir ohne Satellitenmessungen bereits soviel über
das antarktische Ozonloch und insbesondere dessen saisonale Variabilität wüssten, ist zweifelhaft.
Ohne kontinuierliche Messungen wäre es wahrscheinlich kaum möglich gewesen, diese
saisonale Abhängigkeit zu entdecken. Eine nicht ganz aktuelle aber dennoch die wesentlichen
und auch heute noch gültigen Aspekte umfassende Beschreibung der TOMS-Beobachtungen
findet sich in Schoeberl [215].
§ 531 Auch zeigen die durch Satelliten ermöglichten globalen und zeitkontinuierlichen Beobachtungen
der verschiedenen Spurengase, dass Luftverschmutzung von städtischen/industriellen
ebenso wie aus landwirtschaftlichen Aktivitäten nicht nur ein lokales Problem ist, sondern
dass sich die eingetragenen Schadstoffe bis in die entlegendsten Bereiche der Erde ausgedehnt
haben [76, 77, 207].
Vulkane
§ 532 Die Warnung vor Vulkanausbrüchen ist z.B. auch für den Luftverkehr wichtig, da
schon häufiger Flugzeuge, die in die Staubwolke eines Vulkans gerieten, durch den Ausfall
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode