Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

168 KAPITEL 3. SATELLITENINSTRUMENTE
den Wolken. Hier ist noch zu überprüfen, ob geschickte Kombinationen vieler Beobachtungen
(insbesondere die Verwendung der spektralen Reflektions- und Emissionsvermögen) es
erlauben, zumindest grobe Mittelwerte für den oberen Bereich der Wolke anzugeben. Für
die Bestimmung des gesamten Flüssigwassergehaltes in Wolken (also eine Summation über
die einzelnen Tröpfchen) deutet sich die Möglichkeit einer Kombination von Daten im sichtbaren,
infraroten und Mikrowellenbereich an. Das Verfahren ist bisher durch Kombination
von Radiosonden- und Satellitendaten überprüft worden, sollte aber aufgrund der verbesserten
Instrumentierung der neueren Satellitentypen auch mit Hilfe der Satellitendaten alleine
durchgeführt werden können.
§ 548 Ein derartiges Wolkenmodell sollte übrigens nicht alleine als Selbstzweck zur Beschreibung
einer Wolke gesehen werden, sondern ist als ein Bestandteil eines wesentlich größeren
und komplexeren Klimamodells zu sehen.
3.6 Wunschzettel der 1990er: Mission to Planet Earth
§ 549 In den 90er Jahren hat die NASA (im wesentlichen zur Rechtfertigung ihrer Existenz
und der damit verbundenen Kosten, ansonsten aber eher halbherzig) eine internationale
Kampagne Mission to Planet Earth oder Earth Observing System [10, 611, 411] aus der
Taufe gehoben, die eine vollständige Untersuchung der Erde inklusive der Atmosphäre zum
Ziel hat. Da Klimaforschung und -politik im Vergleich zum bemannten Marsfluges natürlich
völlig irrelevant ist, hat Bush Junior die entsprechenden Pläne der NASA den Realitäten
angepasst; wir werden in Abschn. 4.8 auf den aktuellen Stand eingehen.
§ 550 Die Fragestellungen dieser Mission zum Planeten Erde waren ehrgeizig (und sind es
auch immer noch); sie sollen umfassen u.a. den hydrologischen Zyklus (Verdunstung, Niederschlag,
Transport von Wasserdampf, Wolken), die ozeanische und atmosphärische Zirkulation
(mit besonderer Berücksichtigung der Oberflächenwinde), die atmosphärische Zusammensetzung
(z.B. Wasserdampf, Wolken und Aerosole), eine globale Beobachtung der
troposphärischen Chemie, die Untersuchung der Stratosphäre (Ozon, Chemie und Wind),
die Strahlungsbilanz und Oberflächentemperaturen sowie die Temperatur der Meeresoberfläche
und die damit verbundenen Windsysteme. Entsprechend werden auch Instrumente
mit Fähigkeiten benötigt, die weit über die bisher vorgestellten Universalisten hinaus gehen.
§ 551 Die verschiedenen Instrumente sollen aber nicht nur zur Untersuchung der Atmosphäre
verwendet werden. Andere Fragestellungen beschäftigen sich mit biologischer Aktivität
und Ökosystemen, dem Vorkommen von Mineralien und Pflanzenarten für Geologie,
Land- und Forstwirtschaft, der Oberflächenmineralogie, der Glaziologie und der Entstehung
und möglichen Vorhersage von Erdbeben. Diese verschiedenen Messziele sollen durch eine
Vielzahl von auf verschiedene Satelliten verteilte Instrumente untersucht werden.
§ 552 Viele der für diese Mission geplanten oder teilweise auch schon gebauten Instrumente
sind in ihren Möglichkeiten den bisher betrachteten Instrumenten bei weitem überlegen.
Einige von ihnen seien hier kurz vorgestellt, um einen Einblick in ihre Möglichkeiten (und
teilweise auch Zielsetzungen) zu geben.
§ 553 Das High-Resolution Imaging Spectrometer HIRIS [48, 72, 277] soll die detaillierte und
genau lokalisierte Messung geologischer, biologischer und physikalischer Prozesse vornehmen.
Dazu sind gefordert eine spektrale Auflösung von 200 Kanälen im Spektralbereich zwischen
0.4 und 2.5 µm (sichtbares Licht bis nahes Infrarot) und ein Bodenauflösungsvermögen von
30 m bei einem Blickfeld von 30 km. Die 200 Spektralkanäle machen beim Kehrbesen ein
entsprechend großes 2D-CCD-Array erforderlich. Die relativ geringe Bodenauflösung ist auch
eine Folge des guten spektralen Auflösungsvermögens: die einfallenden Photonen werden auf
eine große Zahl von Spektralkanälen verteilt; im Vergleich zu LandSat auf mehr als die 30fache
Zahl..
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode