Thiermann, Volker (1986) Direkte Bestimmung des Wasserdampfgehalts der Troposphäre über See aus Infrarotmessungen des Satelliten NOAA-7. (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität Kiel, Kiel, Germany, 99 pp.

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Abstract

Der Wasserdampf ist für den atmosphärischen Energiehaushalt von entscheidender Bedeutung. Seine Ableitung aus Infrarotmessungen vom Satelliten aus ist jedoch in mancher Hinsicht problematisch. An Bord des Satelliten NOAA-7 befinden sich die Infrarotradiometer AVHRR/2 und HIRS/2. Zur Wolkenerkennung dient bevorzugt das hochauflösende AVHRR. Neben einem Text aus Albedo im Sichtbaren ist im Infraroten vor allem eine Prüfung auf räumliche Kohärenz sehr erfolgreich. Der Wasserdampfgesamtgehalt über dem Ozean kann nach Modellrechnungen mit einer erweiterten Split-window-Technik auf etwa 0,40g/cm² bestimmt werden. Eine weitere Verbesserung ist aus prinzipiellen Gründen nicht möglich. Die Unsicherheit bei extremeren meterologischen Verhältnissen ist groß. Im wolkenlosen Fall kann aus multiple lineare Regressionen ein fehler von etwa 0,25g/cm² erreicht werden. Dazu sind nichtlinear aus den Helligkeitstemperaturen zusammengesetzte Regressoren erforderlich. Eine Kombination aus Radiometer ist wegen einer Reduzierung des Einflusses des HIRS-Radiometerrauschens sinnvoll. Mit einem geeigneten Verfahren für bewölkte Situationen lassen sich so auch dort Genauigkeiten bis zu 0,30g/cm² erzielen.
Ein In-situ-Vergleich mit Messungen der "Meteor" (Oktober-November 1984) bestätigt die Vorzüge einer Radiometerkombination. Die Fehler liegen im Rahmen der Erwartungen nach der Simulation. Besonders zeigt sich auch hier eine geringe Empfindlichkeit des benutzen Verfahrens auf vorhandene Bewölkung.

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