Photon pathlengths distributions for cloudy skies : Oxygen A-band measurements and radiative transfer model calculations

Der kurzwellige Strahlungstransport in der Atmosphäre stellt eine der bedeutenden Unsicherheiten in den gegenwärtigen Klimamodellen dar. Diese Unsicherheiten werden zum Teil einer vereinfachten Beschreibung von Wolkeninhomogenitäten zugeschrieben. Thema dieser Arbeit ist die Untersuchung des Strahlungstransports durch Betrachtung der Weglängenverteilung solarer Photonen, einer Observablen die direkt mit der atmosphärischen Absorption verknüpft ist. Dazu wurde eine verbesserte Methode zur Bestimmung der Weglängenverteilung mittels hochauflösender Spektroskopie der Sauerstoff A-Bande entwickelt. Die Methode wird durch Simulationen mit einem Monte Carlo Modell (MC), welches speziell zur Berechnung von Weglängenverteilungen entwickelt wurde, validiert. Diese Simulationen schließen ein Modell für anomale Diffusion, beschrieben durch Levy Flüge ein. Zudem wird eine Methode präsentiert, die effektive optische Dicke von Wolkenschichten durch Angleichung der gemessenen differentiellen Transmissionen mit einem Diskrete-Ordinate Strahlungstransportmodell zu bestimmen. Diese Methoden werden auf Messungen angewandt, die während der CLARE Kampagne 1998 durchgeführt wurden. Die Ergebnisse für einige exemplarische Fälle werden vorgestellt. Die vertikale Wolkenstruktur, gemessen mit einem Wolkenradar, wird zur Initialisierung der Strahlungstransportrechnungen (MC und Diskrete-Ordinate) für einen Vergleich der Weglängenverteilungen, verwendet. Für horizontal homogene Wolken ergibt sich eine gute Übereinstimmung. Die abgeleiteten optischen Dicken der Wolken sind in guter Übereinstimmung mit dem gemessen Flüssigwassergehalt. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen, dass die Weglängenverteilung eine Observable darstellt, die gut zur Überprüfung von Strahlungstransportmodellen geeignet ist.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2000

Author dc:creator

• Funk, Oliver

Contributors dc:contributor

• Platt, Ulrich,

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1402

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:1402