DLR Portal
Home|Sitemap|Kontakt|Barrierefreiheit Impressum und Nutzungsbedingungen Datenschutz Cookies & Tracking |English
Sie sind hier: Home:News / Archiv:Archiv 2010
Erweiterte Suche
Earth Observation Center
DFD
IMF
Services
Technologie
Anwendungen und Projekte
Satellitendaten
Mediathek
News / Archiv
Archiv 2022
Archiv 2021
Archiv 2020
Archiv 2019
Archiv 2018
Archiv 2017
Archiv 2016
Archiv 2015
Archiv 2014
Archiv 2013
Archiv 2012
Archiv 2011
Archiv 2010
Archiv 2009
Archiv 2008
Archiv 2007
Archiv 2006
Archiv 2005
Archiv 2004
Archiv 2003
Archiv 2002
Archiv 2001
Blogs + Features
Drucken

Assimilation von satellitenbasierten Aerosolmessungen verbessert Qualität der Prognose der Luftqualität



In der numerischen Wettervorhersage konnte in den vergangenen Jahren durch die Assimilation von satellitenbasierten Messungen eine erhebliche Verbesserung der Prognosegenauigkeit erzielt werden. Bei der Vorhersage der Luftqualität (Gase und Partikel) ist die Nutzung von Satelliten noch nicht etabliert und basiert derzeit häufig auf sogenannten statischen Emissionskatastern. Einzelne episodische Ereignisse wie z.B. Waldbrände oder Vulkanaktivität werden damit in der Regel nicht in der Prognose berücksichtigt. In Zusammenarbeit mit der Universität zu Köln wird an einem Verfahren gearbeitet, welches die getrennte, komponentenweise Assimilation von Satellitenbeobachtungen von wasserlöslichen, wasserunlöslichen, rußhaltigen sowie aus Seesalz und Mineralstaub bestehenden Aerosolpartikel in der bodennahen Grenzschicht in ein so genanntes Chemie-Transport-Modell erlaubt. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei die Kenntnis des „Beobachtungsoperators“, wie er jetzt entwickelt wurde.

Hierbei handelt es sich um eine Abbildung von den gemessenen physikalischen Eigenschaften von Aerosolkomponenten auf die mit ihren chemischen Eigenschaften beschriebenen Aerosoltypen des Chemie-Transport-Modells. Gleichzeitig sind verschiedene Größenverteilungen in Modell und Messung zu berücksichtigen. Dies erlaubt den Transfer der Modellvariablen aus dem Raum der chemischen Massenkonzentrationen in den Raum der aerosoloptischen Dicke, in dem anschließend ein zweidimensionales, variationelles Assimilationsverfahren angewandt wird. Dieses minimiert iterativ eine Kostenfunktion, die den Abstand zwischen dem Modelllauf ohne Assimilation und den Messungen beschreibt.

Die Qualität der Analysefelder nach Abschluss des Assimilationsschritts wurde durch Validierungen der aerosoloptischen Dicke mit AERONET-Bodenmessungen insbesondere in Situationen mit Sandsturmausbrüchen aus der Sahara, durch Vergleiche mit Messungen des englischen ‚Black Smoke und Sulphur Dioxide Networks’ für russhaltige Partikel und durch den Vergleich mit Messungen der wasserlöslichen Aerosolkomponenten SO4, NH4 und NO3 im Rahmen von EMEP (Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air pollutants in Europe) untersucht. Es konnte für den Zeitraum der ASSET-Kampagne vom Juli – November 2003 jeweils für die wasserlöslichen, die rußhaltigen und die mineralstaubhaltigen Komponenten separat eine Reduktion der mittleren Abweichung und dadurch des RMSE in den Analysefeldern nachgewiesen werden. Außerdem konnte die verbesserte Modellierung von Waldbrand- und Sandsturm-Episoden exemplarisch gezeigt werden.

Karte der mittleren Differenz zwischen Satellitenbeobachtung und Hintergrundfeld in der Rußkomponente (links), der mittleren Differenz zwischen Beobachtungen und dem Analysefeld (Mitte) und der Anzahl der verwendeten Beobachtungen pro Modellgitterbox (rechts) für den Monat August 2003. Waldbrände im Süden der Iberischen Halbinsel verursachen positive Differenzen zwischen Beobachtungen und Hintergrundfeld (gelbe und orange Bereiche). Der Nutzen der Assimilation von Beobachtungen dieses Ereignisses zeigt sich im Verschwinden dieser Differenzen im Analysefeld (grüne Farbe).

Links
WDC - SYNAER
WDC - Aerosols
Atmospheric Chemistry and Physics
Copyright © 2023 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR). Alle Rechte vorbehalten.