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Institut für Energie- und Klimaforschung

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AtmoSat

Dekadische Klimaveränderungen werden wesentlich beeinflusst von der Variabilität der Zusammensetzung und der Dynamik der mittleren Atmosphäre. Derzeit existiert weder auf nationaler noch auf internationaler Ebene eine Datenbasis von ausreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung, die ein quantitatives Verständnis dieser Variabilität und der zugrundeliegenden atmosphärischen Prozesse erlaubt und zur Erstellung zufriedenstellender Vorhersagemodelle herangezogen werden könnte. Die Messungen von Atmo-Sat sollen diese Lücke schließen und zu den folgenden Themenkomplexen aus den Atmosphären- und Klimawissenschaften beitragen:

Variabilität atmosphärischer Spurengase und Aersole: Die Variabilität des bodennahen Klimas wird signifikant beeinflusst durch Strahlungseffekte insbesondere von Wasserdampf, Ozon und Schwefelaerosolen in der oberen Troposphäre sowie in der Stratosphäre.

Atmosphärische Prozesse: Die Brewer-Dobson-Zirkulation und der Austausch von Luftmassen zwischen der Stratosphäre und Troposphäre haben einen starken Einfluss auf die Variabilität atmosphärischer Spurengase. Ein Beispiel sind Troposphären-Stratosphärenaustausch in Bereich des Asiatischen Monsuns. Durch einzigartige Messungen von Transport-Tracern trägt AtmoSat zu einem deutlich verbesserten Verständnis dieser Prozesse bei sowie ihrer räumlichen und zeitlichen Variabilität und ihres Einflusses auf das regionale und globale Klima.

 Dynamische Kopplungen: Die Stratosphäre beeinflusst das bodennahe regionale Klima und längerfristige Wetter  über dynamische Kopplungen mit der Troposphäre. Dabei spielt die Stärke des stratosphärischen Polarjets, die von atmosphärischen Wellen beeinflusst wird, eine wichtige Rolle. Die dreidimensionalen Daten von Atmo-Sat werden erstmals eine detaillierte Charakterisierung der globalen Verteilung mesoskaliger Schwerewellen erlauben.

 AtmoSat basiert auf drei Hauptinstrumenten und kombiniert die Methode der bildgebenden Infrarot-Horizontsondierung (Hauptinstrument GLORIA) mit schmalbandigen MERIA (Multiple Eye for Remote Investigation of the Atmosphere)-Messungen in anderen Spektralbereichen und GPS-Radiookkultation via TRiG (Triple GNSS = GPS/Glonass/Galileo), um Synergien am oberen und unteren Rand des Messbereichs zu erreichen. Das GLORIA Instrument stellt eine Weiterentwicklung und Anpassung des Flugzeug-getragenen GLORIA Instruments dar.

GLORIA / AtmoSatMessprinzip von GLORIA / AtmoSat. Aus Bildern entlang der Sehspur wird der Atmosphärenzustand in 3D aufgebaut. Die gleichzeitige Spektralzerlegung der Infrarotstrahlung erlaubt das Retrieval von Temperatur und einer Vielzahl von Spurengasen.


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