aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Datenbank; gleiches gilt für die Jahresmittel von mit dem globalen
Chemie–Transport–Modell MOZART daraus berechneten NO2–Säulen.
Fachvortrag UP 4.2 Mo 14:30 HS 225
Estimating the lifetime of boundary layer NOx using GOME
data — •Steffen Beirle 1 , U. Platt 1 , N. Spichtinger 2 , A.
Stohl 3 , M. Wenig 4 , and T. Wagner 1 — 1 Institut für Umweltphysik
Heidelberg — 2 TUM München — 3 University of Colorado, USA
— 4 NASA Goddard Space Flight Center, USA
Nitrogen oxides are important trace gases with impact on health,
rain acidity and especially ozone production in the troposphere. NO2
is detectable from satellite platforms using differential optical absorption
spectroscopy (DOAS). Tropospheric column densities can be retrieved by
estimating and subtracting the stratospheric column.
The lifetime of boundary layer NOx depends on many factors like OH
concentration, humidity, actinic flux or wind transport and is therefore
highly variable (several hours up to some days). Satellite measurements
have the potential to estimate mean lifetimes of boundary layer NOx for
different regions and seasons. Here we present two new approaches:
First, we investigate the weekly cycle of NO2 in industrialized regions:
Emissions are minimal on Sundays. This influences, depending on the
lifetime, the Monday levels of NO2. Second, we compare modelled NO2
distributions for different lifetimes (using EDGAR emissions and the Lagrangian
particle dispersion model FLEXPART) with the distributions
actually measured by GOME, to find a most likely lifetime.
With these methods, for instance for Germany, we find the mean lifetime
of boundary layer NOx to be 6 hours in summer and about 24 hours
in winter.
Fachvortrag UP 4.3 Mo 14:45 HS 225
Bestimmung von Wolkenparametern für Satellitenmessungen
von atmosphärischen Spurengasen — •Michael Grzegorski,
Steffen Beierle, Christian Frankenberg, Jens Hollwedel,
Sven Kühl, Fahim Khokar, Ulrich Platt, Suniti Sanghavi,
Christoph von Friedeburg, Walburga Wilms-Grabe und Thomas
Wagner — Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, Im
Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
Zur Bestimmung der vertikalen Säulendichte von troposphärischen
Spurengasen mit SCIAMACHY auf ENVISAT-1 und GOME auf ERS-2
ist die Berechnung von Wolkenparametern von entscheidender Bedeutung.
Der effektive Wolkenbedeckungsgrad kann mit Hilfe von breitbandigen
Spektrometern (den sog. PMDs) bestimmt werden. Von wesentlicher Bedeutung
ist hierbei eine genaue Berechnung der Schwellenwerte für völlig
bedeckte und völlig klare Pixel. Für die orts- und zeitabhängige Bestimmung
des unteren Schwellenwertes eignen sich Bildverarbeitungsmethoden,
während der obere Schwellenwert unabhängig von der Bodenalbedo,
aber unter Berücksichtigung verschiedener physikalischer, geometrischer
und instrumenteller Abhängigkeiten berechnet werden muss. Der
für SCIAMACHY entwickelte Algorithmus beruht auf den Erfahrungen
mit GOME, verwendet aber auch die zusätzlichen Möglichkeiten der neuen
Instrumente (z.B. Messungen im IR-Bereich).
Die Wolkenbedeckungsgrade für SCIAMACHY und GOME werden in
weiteren Entwicklungen mit anderen wolkensensitiven Größen verknüpft
(z.B. Absorption von O4 und O2, Polarisation, Ringeffekt).
Fachvortrag UP 4.4 Mo 15:00 HS 225
Influence of cloud inhomogeneity on remote sensing — •Tobias
Zinner — DLR Oberpfaffenhofen, Institut für Physik der Atmosphäre,
82234 Wessling, Germany
Current remote sensing techniques assume that (1) the signal is homogeneous
over the field of view; and (2) adjacent pixels are independent,
because net photon transport can be neglected. Both of these assumptions
are not valid for real clouds. Biases are depending on the inhomogeneity
of the clouds and the resolution of the instrument. Investigating
these errors primarily comprises the need for a test bed. This has to contain
realistic cloud fields, a representation of the atmosphere and a 3D
radiative transfer model to simulate the radiation field. The generation
of 3D cloud data sets requires in-depth investigations on combinations
of measured data from several sensor types and on more general characteristics
of clouds which are utilised to close the information gaps always
remaining.
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Fachvortrag UP 4.5 Mo 15:15 HS 225
Remote Sensing of Frost Flowers — •Lars Kaleschke and
Georg Heygster — Institute of Environmental Physics (iup) and
Remote Sensing (ife), Dept. of Physics and Electrical Engineering, FB
1, University of Bremen, Otto-Hahn-Allee 1, D-28359 Bremen, Germany
Frost flowers are a common feature on Arctic and Antarctic sea ice
during the cold seasons and can be found on almost any newly frozen
lead. These large ice crystals grow from a supersaturated atmospheric
boundary layer on young sea ice. Frost flowers exhibit very high salinities.
Bromide concentrations in frost flowers are around three times higher
than in sea water. It has been speculated that frost flowers could play
an important role in tropospheric chemistry. Heterogeneous mechanisms
can increase exponentially the reactive gas phase bromine (Bromine Explosion).
Severe tropospheric ozone depletion events in the Arctic and
Antarctica during springtime are associated with enhanced bromine oxide
(BrO) occurance. As a potential source of sea salt aerosol, frost flowers
are also important for the interpretation of ice core data. Frost flowers
protude a few centimeters above the surface and increase the surface
roughness. The surface roughness can be measured with radar systems.
We present a new project with the aim to develop methods for the mapping
of frost flower coverage with satellite microwave sensors.
Fachvortrag UP 4.6 Mo 15:30 HS 225
Einfluß inelastischer Streuung im Meerwasser auf die Auswertung
gemessener Satellitendaten — •Tilman Dinter 1 , M. Vountas
2 , A. Richter 2 , F. Wittrock 2 und J.P. Burrows 2 — 1 Tilman
Dinter, Inst. of Environmental Physics, University of Bremen, D-28334
Bremen, Germany, Phone: +49(0)421 218 4563 — 2 s. T.Dinter
Die Streuung einfallender elektromagnetischer Strahlung im Meerwasser
hat einen maßgeblichen Einfluß auf das Spektrum der rückgestreuten
Strahlung. Zusätzlich zur elastischen Streuung spielen inelastische Streueffekte
(z.B. VRS: Vibrational Raman Scattering) eine nicht zu vernachlässigende
Rolle. Unter wolkenlosen Bedingungen hat VRS einen
starken Einfluß auf Spurengas-Messungen durch satellitengestützte Spektrometer
wie z.B. GOME (Global Ozon Monitoring Experiment). Am
ausgeprägtesten ist der Einfluß durch VRS bei Messungen mit geringen
Sonnenzenitwinkeln und Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser.
In dieser Studie wurde ein einfaches Ozean-Reflektanz-Modell (nach
Sathyendranath und Platt, 1998), welches auch VRS berücksichtigt,
in ein bestehendes atmosphärisches Strahlungstransportmodell (SCIA-
TRAN) implementiert.
Um den Einfluß von VRS auf Spurengas-Messungen abzuschätzen wurden
eine Reihe von Szenarien mit Hilfe des Modells berechnet und ausgewertet.
Weiterhin wurden ausgesuchte Datenauswertungen von GOME-
Messungen unter Einbeziehung und Vernachlässigung von VRS verglichen.
Fachvortrag UP 4.7 Mo 15:45 HS 225
Ein neuer Ansatz zur Trennung stratosphärischer und
troposphärischer Säulendichten — •Jens Hollwedel, Ulrich
Platt und Thomas Wagner — Institut für Umweltphysik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
Mittels der DOAS-Methode lassen sich aus den von GOME gemessenen
Spektren Vertikale Säulendichten (VCDs) u.a. von BrO extrahieren.
Die Bedeutung von BrO für den stratosphärischen Ozonabbau ist lange
bekannt. BrO kann aber auch durch heterogene Reaktionen an den Oberflächen
von salzhaltigen Aerosolen, insbesondere über dem einjähren Seeeis,
freigesetzt werden, wodurch es zur Brom-Explosion und schliesslich
zum troposphärischen Ozonloch im polaren Frühling kommt.
Aus den von 1996 bis 2001 gemessenen schrägen BrO-Säulendichten
wird der stratosphärische Anteil geschätzt, so dass die verbleibende
Säulendichte im wesentlichen durch die Brom-Explosionsereignisse dominiert
wird. Unter Zuhilfenahme von Luftmassenfaktoren, die durch
das Heidelberger Strahlungstransfermodell für ein stratosphärisches BrO-
Profil gewonnen wurden, wird die BrO-Säule aller Orbits eines Tages für
grosse Sonnenzenitwinkel über einen Breitenbereich gemittelt, der auch
die polaren Frühlingsereignisse beinhaltet. Der so erhaltene Anteil an
der BrO-Säulendichte repräsentiert also den im Vergleich zu den Brom-
Explosionsereignissen (Grenzschicht) wenig variablen Anteil und kann
von der Gesamtsäule subtrahiert werden.
Die so erhaltenen ”troposphärischen” Säulendichten können nun mit
anderen Grössen, wie z.B. der Temperatur oder Radar-Signalen, die u.a.
zur Detektion von Eisblumen eingesetzt werden, verglichen werden.