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Title
Multi-satellite climatologies of fundamental atmospheric variables from Radio Occulation and their validation / Barbara Pirscher
AuthorPirscher, Barbara
CensorKirchengast Gottfried ; Pail Roland
Published2010
DescriptionXIX, 218 S. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Diss., 2010
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Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (GND)Atmosphäre / Fernerkundung / Atmosphäre / Fernerkundung / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-17173 Persistent Identifier (URN)
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Multi-satellite climatologies of fundamental atmospheric variables from Radio Occulation and their validation [12.5 mb]
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Abstract (German)

Um den globalen Klimawandel überwachen zu können, sind Daten von hoher Qualität nicht nur auf der Erdoberfläche sondern auch in der freien Atmosphäre unabdingbar. Messungen von Global Positioning System (GPS) Radiookkultation (RO) sind für ihre exakten und langzeit-stabilen Daten zwischen ca. 8 km und 30 km Höhe bekannt. In dieser Arbeit wird die Konsistenz von RO Messungen verschiedener Satelliten validiert um festzustellen, ob die Daten tatächlich als Referenzklimadatensatz geeignet sind. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Untersuchung systematischer Unterschiede zwischen Klimatologien, welche durch verschiedene Prozessierungssysteme, unterschiedliche Datenqualität, Orte und Zeiten der Messungen sowie ausgewählte Orbiteigenschaften zustande kommen. Es werden Daten von sechs Satellitenmissionen (darunter eine Multisatellitenmission) analysiert.Größte Unterschiede zwischen RO Klimatologien entstehen, wenn man Daten verschiedener Prozessierungszentren vergleicht. Mittlere absolute Temperaturdifferenzen zwischen 8 km und 30 km Höhe betragen 0.5 K, während Klimazeitreihen von Temperaturänderungen viel genauer übereinstimmen.Verwendet man Daten vom selben Datenzentrum und berücksichtigt unterschiedliche Orte und Zeiten der Messungen, so findet man eine bemerkenswerte Übereinstimmung der Klimatologien (im Mittel ?T < 0.1 K). Größte Differenzen (?T > 0.2 K) lassen sich in großen Höhen (35 km) ausmachen. Die Ursache dafür liegt in der unterschiedlichen Datenqualität, welche in der Prozessierung verwendet wird. Klimatologien, welche von Daten gleicher Qualität berechnet wurden, stimmen auch in großen Höhen bis auf 0.02 K überein. Unterschiedliche Lokalzeiten der Messungen, die von den Satellitenbahnen abhängen, haben nur einen geringen Einfluss auf Unterschiede zwischen Klimatologien verschiedener Satelliten. Die Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit von RO Datenfür die Langzeitklimabeobachtung.

Abstract (English)

Monitoring of global climate change requires high quality observations not only on the Earth?s surface but also in the free atmosphere. Global Positioning System (GPS) Radio Occultation (RO) observations are known to have the potential to deliver very accurate, precise, and long-term stable measurements between about 8 km and 30 km altitude.This thesis investigates the suitability of RO observations to serve as climate benchmark record by validating the consistency of RO data provided by different satellites. The main focus lies on systematic differences of RO climatologies, originating from different data processing, data quality, spatio-temporal sampling, and particular orbit characteristics. Data of six RO satellite missions (including one multi-satellite constellation) are analyzed.Largest disagreements of RO climatologies are observed when comparing data provided by different processing centers. Mean absolute temperature differences between 8 km and 30 km altitude amount to 0.5 K, while climate time series of temperature changes agree much closer.Utilizing RO data from the same data center and considering space-temporal sampling yields remarkable consistency of temperature climatologies with mean differences being smaller than 0.1 K. Disagreements are found to be largest at 35 km, where they exceed 0.2 K. This results from different data quality and its utilization within the processing scheme. Climatologies, which are derived from data with the same quality agree to within 0.02 K also at high altitudes. The measurement?s local time, which depends on the satellite?s orbit, has a minor but clearly understandable influence on differences in RO climatologies. The results underline the utility of RO data for long-term monitoring of the global climate.