Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

226 KAPITEL 5. DIE ERWEITERTE PERSPEKTIVE: CAWSES
Abbildung 5.2: Schwankungen
der Solarkonstanten innerhalb
von 155 Tagen zur
Zeit des solaren Maximums
1980. Man erkennt deutlich
den Einfluss von Flecken
auf die Solarkonstante.
Die Gesamtschwankung
liegt nur im Promillbereich
([102] in [263])
§ 739 Ein Standardinstrument zur Messung der Solarkonstanten is der Active Cavity Radiometer
Irradiance Monitor ACRIM [266], geflogen auf Solar Maximum Mission SMM [493],
dem Upper Atmospheric Research Satellite UARS [432] und auf ACRIMSat [449]. Die Kombination
der drei Satelliten erlaubt, abgesehen von einer Lücke in den 1990ern eine kontinuierliche
Messung der Solarkonstanten seit 1980 – das SMM-ACRIM war das erste Instrument,
das die Variabilität der Solarkonstante nachgewiesen hat (siehe auch Abb. 5.3).
§ 740 Als Beispiel sei hier das ACRIM II Instrument [636] auf UARS vorgestellt. Es besteht
aus drei Active Cavity Radiometers (ACR’s) (Type V). Die ACRs sind selbst-kalibirerende
Pyrheliometer mit einer gleichförmigen Empfindlichkeit vom extremen UV bis zum fernen
IR. Das Messprinzip basiert auf einem Vergleich der Erwärmung des Detektors durch den
Gesamtstrahlungsstrom von der Sonne mit der in einem in direktem Kontakt zum Detektor
stehenden Heizelement dissipierten elektrischen Energie. Die Genauigkeit der Messung ist
im wesentlichen durch drei Fehlerquellen bestimmt: die Kenntnis des effektiven Absorptionsvermögens
des Detektors für die einfallende Strahlung, die Kenntnis der aktiven beleuchtetende
Fläche des Detektors und die genaue Definition des Heizelements.
§ 741 Die Messung wird jeweils mit geöffnetem und geschlossenem Shutter durchgeführt: auf
diese Weise kann für die Absorption von Hintergrundstrahlung korrigiert werden. Letztere
ergibt sich im IR durch die von Null verschwindende Tepemratur des Messraumes, in den
anderen Wellenlängenbereichen durch kleine Undichtigkeiten des Gehäuses. Die Dauer eines
Messzylkus aus offenem und geschlossenem Shutter beträgt 131 Sekunden; die Reihenfolge
der Masszyklen ist symmetrisch, um systematische Fehler zu vermeiden. Korrekturen der so
gemessenen Größe erfolgen für die Temperaturabhängigkeit von Sensor und Elektronik, die
Winkel, unter dem die Sonne betrachtet wird, sowie den veränderlichen Abstand zwischen
Sonne und Satellit inklusive der relativen Geschwindigkeit zwischen beiden. Damit soll sich
eine relative Genauigkeit der Tagesmittel der Solarkonstanten von 5 ppm ergeben.
Die Solarkonstante
§ 742 Und wie sieht es mit der Solarkonstanten aus? Würden wir überhaupt eine Änderung
der Solarkonstanten im Laufe des Solarzyklus erwarten? Sollte die Solarkonstante im Maximum
des Zyklus nun zunehmen aufgrund der UV- und Radioemission im Zusammenhang
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode