Eine neuartige Methode zur bodengebundenen Fernerkundung von Profilen der Wolkenmikrophysik

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Mayer
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256770551

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuen bodengebundenen kombinierten passiven und aktiven Fernerkundungsmethode zur Ableitung von Vertikalprofilen der Mikrophysik von konvektiven Wolken. Diese Art von Wolken spielt eine entscheidende Rolle im Klima, da sie sowohl einen großen Einfluss auf die Strahlungsbilanz als auch auf den globalen Wasserhaushalt haben. Die Lebensdauer und Albedo von konvektiven Wolken werden durch die Wechselwirkung zwischen dem Wachstum der Wolkentröpfchen in vertikaler Richtuhng und der Aufnahme von Aerosol beeinflusst. Da die meisten Fernerkundungsmethoden nur die Oberseite von Wolken beobachten, kann die bodengebundene Fernerkundung von Wolkenseiten einen wesentlichen Beitrag zur Untersuchung des Wolkentröpfchenwachstums leisten. Klassische Methoden versagen bei komplexen Wolkengeometrien und hoher räumlicher Auflösung, da sie auf 1D Rechnungen des Strahlungstransfers basieren, die auf Beobachtungen von der Seite aus nicht anwendbar sind. In unserem Projekt untersuchen wir daher die Auswirkungen von komplexen Wolkengeometrien auf die Fernerkundung des Wolkentröpfchenprofils mit Hilfe von 3D Strahlungstransportrechnungen. Ein wesentlicher Bestandteil dieses Projekts ist zudem die Integration eines passiven Spektrometers und eines aktiven Wolkenradars in eine gemeinsame Mess-Plattform, um diese Rechnungen zu validieren und schon entwickelte Methoden zu testen. Gestützt auf die Messungen dieser zwei Instrumente entwickeln wir aktuell ein Retrieval der Wolkenmikrophysik, das die Geometrie der Wolken mit einbezieht. In dem vorliegenden Text geben wir einen Zwischenbericht über die erste Förderungsphase und beantragen die Fortsetzung der Förderung um ein drittes Jahr, die dem Doktoranden ermöglichen soll, das Projekt und seine Doktorarbeit zu vollenden. In diesem zusätzlichen Jahr sollen die für das passive Spektrometer und das aktive Wolkenradar bereits erarbeiteten Methoden und Erkenntnisse in einem gemeinsames Retrieval der Wolkenmikrophysik zusammengeführt werden. Dieses Retrieval soll in einem weiteren Schritt an Hand von in-situ Daten validiert und getestet werden, die im Rahmen der HD(CP)2 Messkampagne gemessen wurden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Tobias Zinner