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Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

102 6 Erste

102 6 Erste Ergebnisse des CHAMP-Radiookkultationsexperimentes abhängige Verteilung der Okkultationen pro Flächeneinheit wird durch Wickert et al. [2002b] diskutiert, demnach ergibt sich in den Polargebieten die höchste Anzahl von Okkultationen pro Flächeneinheit (ca. 7 mal höher als in der Äquatorregion). Die Verteilung der Okkultationen in Abhängigkeit von der geografischen Länge (Abb. 6.8) ist dagegen deutlich gleichförmiger. Es treten jedoch auch periodische Strukturen in der Längenabhängigkeit mit Perioden von 60-70° auf. Das Maximum der Verteilung wird bei 135-140° Ost mit 280 Okkultationen erreicht. Die wenigsten Okkultationen wurden zwischen 160 und 165° West registriert. Globale Verteilung und Anzahl der GPS/MET-Okkultationsmessungen Bei der Analyse der Lage der GPS/MET-Okkultationen ergeben sich im Vergleich zu CHAMP signifikante Unterschiede. Für einen repräsentativen Vergleich wurden 6.465 Okkultationen analysiert. Diese wurden innerhalb dreier verschiedener Messperioden aufgezeichnet (Tab. 6.5). Während dieser Perioden standen 25 GPS-Satelliten für Okkultationsmessungen zur Verfügung. Die Bahn von GPS/MET besaß eine Inklination von 70° und eine Orbithöhe von ca. 740 km (Kap. 2.3). Abb. 6.9: Geografische Verteilung von GPS/MET-Okkultationen (6.464 Okkultationen, gemessen in den Zeiträumen 19.06.-11.07.1995, 16.03.-06.04.1996, 02.-17.02.1997). Links: Verteilung entsprechend der geografischen Breite; Rechts: entsprechend der geografischen Länge. Sowohl in der Abhängigkeit der geografischen Verteilung von der Länge und Breite werden ähnliche Strukturen beobachtet, wie bei CHAMP. Allerdings ist die Verteilung nach der geografischen Breite nicht mehr zum Äquator symmetrisch. Sowohl Haupt- und Nebenmaximum der Verteilung (bei 50° und 25° Nord bzw. Süd) haben auf der Nordhalbkugel kleinere Werte (350 bzw. 270 Okkultationen). Auch das Nebenminimum bei 35°Nord liegt tiefer (ca. 200 Okkultationen) als auf der Südhalbkugel. Bei hohen Breiten jedoch (>60°Nord,

6.3 Anzahl und globale Bedeckung der Messungen Die ungleichförmige Verteilung der Okkultationen beim GPS/MET-Experiment ergibt sich durch die begrenzte Anzahl der GPS-Bodenstationen (6), die für die Doppeldifferenzenbildung (Kap. 3.2) verwendet wurden. An Bord des Satelliten wurden nur Okkultationen aufgezeichnet, die mit einer der 6 zur Verfügung stehenden Bodenstationen ausgewertet werden konnten. Für CHAMP wurde dieses Kriterium nicht angewendet. Die große Anzahl der zur Verfügung stehenden Bodenstationen ermöglicht hier eine komplette Abdeckung der Erde mit Okkultationen mit guter Redundanz (siehe Kap. 5.2 und 6.8). Periode Sicht- winkel Okkultationen komplette Tage Okk. pro Tag Profile (UCAR) Profile [%] 19.06.-11.07.1995 25 2241 7 108 76 71,0 16.03.-06.04.1996 45 1647 7 124 42 33,6 02.02.-23.02.1997 60 2576 7 211 154 72,8 Tab. 6.5: Analyse der geografischen Verteilung von GPS/MET-Okkultationen und täglich durchgeführten Messungen während dreier Messperioden von GPS/MET. Für die Analyse der geografischen Verteilung (Abb. 6.9) wurden alle gemessenen Okkultationen verwendet, die Analyse der täglich gemessenen Okkultationen erfolgt nur für die Tage, die komplett mit Daten abgedeckt sind. Die Analyse der täglich durchgeführten Messungen wird nach den verschiedenen Messperioden unterteilt, da die Okkultationsparameter unterschiedlich gesetzt waren [GPS/MET, 2001]. Es wurden nur Tage mit kompletter Datenabdeckung ausgewertet. Danach standen für jede Periode 7 Tage zur Verfügung. Für einen Sichtwinkel von 25° ergaben sich durchschnittlich 108 Okkultationen täglich. Mit der Vergrößerung des Sichtwinkels auf 45° bzw. 60° konnte diese Anzahl auf 124 bzw. 211 gesteigert werden. Im Vergleich zu CHAMP (Tab. 6.3) ergibt sich bei einem verwendeten Sichtwinkel von 45° nahezu nur die Hälfte der Okkultationen täglich. Die Ursache ist die kleinere Anzahl der zur Verfügung stehenden GPS-Satelliten (25 anstatt 29) und die deutlich höhere Anzahl der zur Verfügung stehenden GPS-Bodenstationen für die Auswertung mit der Doppeldifferenzenmethode bei CHAMP. Aus Tab. 6.5 wird weiterhin deutlich, dass von UCAR für die beiden „Prime Times“ (Tab. 6.3, Periode 1995 und 1997) ca. 70% der gemessenen Okkultationen auch ausgewertet und atmosphärische Vertikalprofile bereitgestellt wurden. Für die ausgewählte Periode im Jahr 1996 (aktiviertes AS) betrug dieser Anteil nur noch ca. 30%. Auch hier erreicht CHAMP eine deutlich höhere Ausbeute (siehe Tab. 6.2). 103

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