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Umweltphysik Dienstag
UP 14.3Di 15:15 HS 16
Einfluss atmosphärischer Brechungseffekte auf die Okkultationsmessung
mit dem satellitengestützten Spektrometer
SCIAMACHY — •Michael Lutomsky, Jerome Meyer,
Johannes Kaiser, Alexei Rozanov, Anke Schlesinger, Jörn
Bleck-Neuhaus und John Burrows —Universität Bremen, Institut
für Umweltphysik, Kufsteiner Str.1, 28359 Bremen
SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorbtion Spectrometer for Atmospheric
Chartography) ist ein satellitengestütztes Spektrometer, dass auf
dem Satelliten ENVISAT März 2002 in die Umlaufbahn gebracht werden
soll. Das Spektrometer misst Licht im Wellenlängenbereich von 240 nm
bis 2380 nm in drei Messgeometrien: Nadir, Limb und Okkultation.
Bei der Okkultationsmessung wird das Spektrum der aufgehenden Sonne
ausgewertet. Dabei findet auf einer Strecke von bis zu 2500 km Absorbtion
statt.
In dieser Präsentation wird gezeigt, dass für die Bestimmung der vertikalen
Verteilung von Spurengasen der Brechungswinkel von Interesse
ist. Für die rechnergestützte Auswertung ist eine parametrisierte Berechung
des Brechungswinkels von Vorteil. Durch die Brechung in der
Atmosphäre erscheint die Sonne deformiert, daraus ergeben sich erhebliche
Schwierigkeiten bei der Auswertung. Für die Okkultationsmessung
ist es nämlich von Belang zu wissen, von welchem Bereich der Sonne das
Spektrum stammt. Hierfür soll ein Lösungsansatz aufgezeigt werden.
UP 14.4 Di 15:30 HS 16
Semi-analytical cloud retrieval algorithm — •Kokhanovsky
Alexander — Institute of Environmental Physics, 1 Kufsteiner Str.,
D-28334, Bremen
Global cloud cover exceeds 50 water and ice clouds are of considerable
importance for atmospheric optics and climate studies. The task
of this paper is to present the semi-analytical algorithm for the optical
thickness and effective radius of cloud droplets retrieval from space-based
platforms, in particularly for the data processing of SCIAMACHY instrument
on board of ENVISAT. The algorithm is simple and can be easily
incorporated in the modern satellite retrieval software. It is based on the
UP 15 Bodenphysik II
asymptotic radiative transfer theory, which is valid for optically thick
clouds only. The local optical characteristics of clouds are calculated in
the framework of the geometrical optics approximation (with account for
wave corrections). This allows us to avoid complex numerical calculations.
Also we do not need to bild up so-called look-up tables, which
are usually used in up-to-date cloud retrieval algorithm. Note, that the
inverse problem in our case is reduced to the solution of a single transcendent
equation. The accuracy of our approximate forward model is
found to be better than 5 5. This estimation was obtained using the
exact radiative transfer equation solution for optically thick clouds.
UP 14.5 Di 15:45 HS 16
Modellierung des troposphärischen Ozongehaltes während
einer Episode verstärkter Biomassenverbrennung — •Julian
Meyer-Arnek, Annette Ladstätter-Weissenmayer, Heinrich
Bovensmann und John Burrows —Universität Bremen, Institut
für Umweltphysik, 28359 Bremen
Das Satelliteninstrument GOME (Global Ozone Monitoring Experiment),
das sich seit 1995 im Orbit befindet, ermöglicht eine quantitative
Messung von troposphärischen Spurengaskonzentrationen (z. B. NO2,
HCHO und O3) mit Hilfe der Exzess-Methode.
Im September 1997 gab es in tropischen Regionen verstärkte Waldbrände,
die durch das El Nino-Phänomen begünstigt wurden. Diese
führten zu einer massiven Freisetzung von Ozon-Vorläufersubstanzen.
Ziel der Modelliertätigkeit ist es, die in dieser Episode starker Biomassenverbrennung
entstandenen räumlichen Muster erhöhten troposphärischen
Ozons zu verstehen. Hierzu werden Vorwärtstrajektorien von Luftpaketen
aus Gebieten starker Biomassenverbrennung berechnet. Mit Hilfe das
Chemie-Boxmodelles BRAPHO (Bremen’s Atmospheric PHOtochemical
model) werden die Spurenstoffkonzentrationen entlang der Trajektorien
bestimmt. Die Startbedingung für die Chemie des Boxmodells sind
entweder durch Biomassenverbrennung verunreinigte Luftmassen, durch
Gewitteraktivität (vom Satelliteninstrument OTD gemessen) mit NO belastete,
oder unbelastete Luftmassen.
Zeit: Dienstag 16:30–17:15 Raum: HS 11
UP 15.1 Di 16:30 HS 11
Strukturmodellierung in natürlichen porösen Medien — •Hans-
Jörg Vogel und Kurt Roth — Institut für Umweltphysik, Universität
Heidelberg, INF 229, 69120 Heidelberg
Strukturen in Böden und Grundwasserleitern haben einen dominanten
Einfluss auf das hydraulische Verhalten und die Phänomenologie des
Stofftransportes. Während das quantitative Verständnis von Fluss und
Transport in homogenen porösen Medien schon weit fortgeschritten ist,
bereitet die Modellierung heterogener Medien, mit hierarchischen Strukturen
über viele Skalen, grosse Schwierigkeiten. Von zentraler Bedeutung
sind die metrischen und toplogischen Eigenschaften swie die hinreichend
genaue Repräsentation der relevanten Strukturen. Dies wird anhand numerischer
Simulationen in heterogenen Pararmeterfeldern demonstriert.
Ein ermutigendes Ergebnis dabei ist, dass für die Modellierung von Fluss
und Transport eine relativ grobe Beschreibung der Strukturen ausreichend
ist solange die betrachteten Prozesse einen dissipativen Charakter
haben.
UP 15.2 Di 16:45 HS 11
Messung des Bodenwassergehalts imFreiland mit der Kapazitaetsmethode
— •Bernhard Ruth — GSF-Forschungszentrum fuer
Umwelt und Gesundheit, 85748 Neuherberg
Der Wassergehalt des Bodens nahe der Oberflaeche ist fuer den Ablauf
von mikrobiellen Prozessen von besonderer Wichtigkeit. Fuer diese Messungen
ist ein spezieller Kapazitaets-Sensor entwickelt worden, der eine
Tiefenaufloesung von einigen mm hat. Das Mess-System für das Frei-
land besteht aus den Sensoren selbst, Signalwandlern, Steuergeraeten
und einem PC zur Steuerung des Zeitablaufs und der Datenspeicherung.
Die Sensoren sind fuer Untersuchungen im Ackerboden konzipiert; sie
werden nach der Bodenbearbeitung in den Boden eingebracht und bleiben
waehrend einer Vegetationsperiode im Boden. Die Messungen im
Freiland zeigen eine hohe relative Genauigkeit, mit der Regenereignisse
und Trocknungsprozesse dokumentiert werden. Um eine angemessene
absolute Genauigkeit zu erreichen, sind regelmaessige Kontrollen durch
Bodenproben notwendig.
UP 15.3Di 17:00 HS 11
Electric potential and reaction rates at charged surfaces in
asymmetric electrolytes - an analytic approach — •H. Lustfeld
1 and A. Pohlmeier 2 — 1 Forschungszentrum Jülich, IFF, 52425
Jülich — 2 Forschungszentrum Jülich, ICG IV, 52425 Jülich
The electric potential and reaction rates of ions hitting the chemically
active surface of microcrystals in an asymmetric electrolyte are computed
analytically. Following ideas of Debye we start this by solving the
Poisson-Boltzmann equations and by determining the electric potential
of the transport equations. We find distinct deviations when comparing
our result with the Gouy Chapman formula. In a simple model approximating
a situation in which lead and hydrogen ions can react at
goethite surfaces we compute analytically the currents of ions diffusing
to the surface of microcrystals where they undergo a chemical reaction.
We compute the reaction rates that can be controlled either by chemical
reactions at the surface of the microcrystals or by diffusional transport.