Titelaufnahme

Titel
Untersuchung der Langzeitstabilität des Abtastfehlers von CHAMP - Radiookkultationsmessungen 2001 - 2008 / Claus Suppan
Verfasser/ VerfasserinSuppan, Claus
Begutachter / BegutachterinKirchengast Gottfried
Erschienen[ca. 2010]
Umfang90 Bl. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., [2010]
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-18582 Persistent Identifier (URN)
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Untersuchung der Langzeitstabilität des Abtastfehlers von CHAMP - Radiookkultationsmessungen 2001 - 2008 [15.12 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Methode der Radiookkultation (RO) hat sich in den letzten beiden Jahrzehnten zueinem bedeutenden Instrument in der Klimabeobachtung entwickelt. Die Messung von RO-Profilen zählt zu dem Hauptziel der Kleinsatellitenmission CHAllengingMinisatellite Payload (CHAMP). Da die aus RO-Daten erstellten Klimatologien aus diskreten Messungen berechnet werden, kanndie räumliche und zeitliche Variabilität der Atmosphäre durch diese Messungen nicht exakterfasst werden. Um die Repräsentativität von Klimatologien bewerten zu können,werden Referenzprofile an Ort und Zeitder RO-Messungen mit einer Referenzklimatologie verglichen. Der resultierende Fehler wird als Abtastfehlerbezeichnet. Untersuchungen des Abtastfehlers der Temperatur der unteren Stratosphäre vonSteiner et al. (2007) ergaben einen signifikanten negativen Trend in den nördlichen außertropischen Breiten für die Jahre 2001 bis 2006.Als mögliche Ursachen dieses Trends gelten Veränderungen in den Satellitenbahnen derbeteiligten Satelliten.Um diesen Einfluss zu ergründen, wurden für die Jahre2002 bis 2008 die Verteilung von CHAMP RO-Ereignisse auf Basis unterschiedlicherEntwicklungen der Satellitenbahnen von CHAMP bzw. der GPS-Satellitensimuliert.Anhand der jeweiligen Messverteilungen wurden 10 zonale, monatlich gemittelte Profiledes Abtastfehlers berechnet. Zudem wurden die Profile gewichtet, um den Abtastfehler im Gesamtbereich der unteren Stratosphäre zu berechnen. Die graphische Analyse der Ergebnisse zeigt die höchsten Werte des Abtastfehlers in hohen Breiten über 15 km Höhe, wo in einzelnen Monaten Spitzen bis zu 2 K erreicht werden. Eine Trendanalyse ergab für keine der dreiAnnahmen der Satellitenbahnentwicklung einen signifikanten Trend des Abtastfehlers. Folglich konnte kein Einfluss von sich verändernden Satellitenbahnen aufdie Langzeitstabilität des Abtastfehlers von CHAMP RO-Klimatologienfestgestellt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

In the last two decades, the radio occultation (RO) technique has proved to be a reliabletool for climate monitoring. The acquisition of such measurements is one of the main goals of the mini-satellite mission CHAllenging Minisatellite Payload (CHAMP). Since the climatologies from RO dataare composed of discrete measurements, the entire spatio-temporal variability of the atmospherecannot be captured and variations in both time and location occur. In orderto investigate the representativeness of climatologies, "true" profiles at the location anddate of the occultation event were compared with the "true" mean field. The resultingquantity is called sampling error, which can be regarded as the representativness of RO climatologies.The investigation of the long-term stability of temperature sampling errorsin the CHAMP RO climate record 2002 to 2008 lies in the focus of this thesis. Former investigationsof sampling errors by Steiner et al. (2007) yielded a significant negative trendconsidering the years 2001 to 2006. Potential reasons for this effect may be orbit driftsof the involved satellites. In order to figure this out,the event distribution of CHAMP RO events was simulated for different assumptions oforbit development for CHAMP and GPS satellites.By means of the respective event distribution, the 10 zonal, monthly averaged samplingerror profiles were calculated. In addition the profiles were weighted with a weightingfunction in order to calculate the sampling error for the lower stratosphere. The graphical presentation of the results displays the largest values at high latitudes above15 km, where certain months reveal top values of about 2 K. The analysis of trends did notreveal any significant trend for any of the simulation runs. Hence,no appreciable influence of varying satellite orbits on the long-term stability of samplingerrors could be detected.