Bestimmung von physikalischen Wolkeneigenschaften

Nutzung der Kombination von Beobachtungen mit Satellitendaten zum Verbessern des Verständnisses von Wolkenprozessen

Das Verständnis von Wolkenprozessen stellt eine der größten Herausforderungen für die Atmosphärenforschung dar. Dies liegt. u.a. an dem Mangel statistisch signifikanter mikro- und makrophysikalischer Wolkeneigenschaften. Die detailliertesten Beobachtungen werden derzeit an wenigen Ankerstationen weltweit erhoben, an denen die Synergie moderner Fernerkundungssysteme (Wolkenradar, Lidar Mikrowellenradiometer, etc.) genutzt wird.

Diese Messungen können mit Satellitenbeobachtungen von Meteosat SEVIRI zur zusätzlichen Bestimmung der Wolkenmikrophysik (Effektivradius, optische Dicke) und der Strahlungsbilanz erweitert werden. Zusätzlich werden SEVIRI Messungen genutzt, um

  • die zeitliche Entwicklung von Wolkensystemen und Geschichte über den Ankerstation beobachteten Wolke zu erfassen (Wolkenlebensdauer, mikrophysikalische Entwicklung, Umgebungsbedingungen),

  • die Repräsentativität der an der Station beobachteten Wolke für das Wolkenfeld der Umgebung zu charakterisieren und

  • die Verknüpfung der Satellitenmessungen über Vorwärtssimulationen zu ermöglichen.

Die Methode wurden auf der Basis von existierenden Beobachtungen der Ankerstationen Lindenberg, Jülich und Leipzig entwickelt werden.

ICOS Schema

Fig. 1 Schema to ICOS (K. Ebell)

Untersuchung der Synergie von bodengebundener und satellitengestützter Fernerkundung mit Fokus auf dem ersten indirekten Aerosoleffekt

Außerdem ist es unser Ziel, die Genauigkeit der aktuellen Satellitenverfahren zu untersuchen, indem die abgeleiteten Wolkengrößen den vom Boden aus erhaltenen Größen gegenübergestellt werden. Hiefür wurde ein optimal estimation Verfahren entwickelt, um die Konzentration der Wolkentröpfchenanzahl sowie das Profil des flüssigen Wassergehalts abzuleiten. Diese basieren auf dem Reflexionsprofils des Wolkenradars und dem bestimmten Flüssigwassergehalt der Wolke. Das OE Verfahren ermöglicht es, die gemessenden Größen vom Boden mit der Satellitenmessungen zu vergleichen und die allgemeine Annahme des adiabatischen Wolkenprofils zu überprüfen.

Referenzen

Merk, D., Deneke, H., Pospichal, B., Seifert, P(2016): Investigation of the adiabatic assumption for estimating cloud micro- and macrophysical properties from satellite and ground observations Atmos. Chem. Phys., 16, 933-952 p.,doi:10.5194/acp-16-933-2016

Hünerbein, A., Deneke, H., Macke, A., Ebell, K., Görsdorf, U. (2014): Combining satellite- and ground-based observations to analyze cloud frontal systems J. Appl. Meteorol. Clim., 53, 2538-2552 p. doi:10.1175/JAMC-D-13-0274.1