Titelaufnahme

Titel
ACCURATE: Performance analysis and absorption simulations for the ESA-IRDAS-EXP demonstration experiment / Christof Zwanziger
Verfasser/ VerfasserinZwanziger, Christof
Begutachter / BegutachterinKirchengast Gottfried
Erschienen2010
Umfang120 Bl. : Zsfassung ; graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Atmosphäre / Fernerkundung / Okkultationsmessung / Atmosphäre / Fernerkundung / Okkultationsmessung / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-20935 Persistent Identifier (URN)
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ACCURATE: Performance analysis and absorption simulations for the ESA-IRDAS-EXP demonstration experiment [15.54 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Magisterarbeit ist in drei Hauptteile gegliedert. Im ersten Teil wird das Grundprinzip von ?ACCURATE?climate benchmark profiling of greenhouse gases and thermodynamic variables and wind from space? und der atmosphärischen Fernerkundung vorgestellt. Im ersten Teil der Arbeit, wird das ACCURATE Konzept vorgestellt.In der Performance-Analyse werden drei repräsentative Satellitenkonstellationen gegenübergestellt und eine klimatologische Fehleranalyse mit der Simulationssoftware EGOPS durchgeführt. Die Resultate zeigen, dass die Vier-Satelliten-Konstellation dabei alle geforderten Anforderungsgenauigkeiten erfüllen und als die beste Kompromißlösung hinsichtlich eines wissenschaftlichen Aufwands zu Nutzen Verhältnisses darstellt. Die Zwölf-Satelliten-Konstellation hat dabei die höchste Datendichte und die beste horizontale Auflösung. Im Hinblick auf einen Einsatz zu Demonstrationszwecken erweist sich jedoch die Zwei-Satelliten-Konstellation als die brauchbarere, insbesonders hinsichtlich der derzeit geplanten EE-8 Mission der ESA.Der dritte Teil befaßt sich mit dem derzeit vorbereiteten ACCURATE IRDAS Demonstrationsexperiment. Die Messkampagne wird auf den kanarischen Inseln stattfinden. Der Fokus dieser Arbeit liegt dabei insbesondere auf den C18OO, 12CO2, 13CO2, H2O und CH4 Absorptionslinien inklusive zugehöriger Referenzlinien. Dafür wurden in dieser Arbeit lokale meteorologische Daten gesammelt und charakteristische Absorptionsspektren für die gewählten signifikanten saisonalen Monate mit der Software RFM/HITRAN 2008 simuliert. Die Resultate deuten darauf hin, dass die revidierten ACCURATE Absorptionslinien geeigneter sind für das Experiment als die herkömmlichen ACCURATE Absorptionslinien. Aus wissenschaftlicher Sicht scheint der Monat April geeigneter für die Messkampagne als der vorgeschlagene Monat Oktober. Die Messkampagne ist daher für April 2011 geplant.

Zusammenfassung (Englisch)

The present master thesis is composed of three main parts and deals with the planned atmospheric and climate satellite occultation mission called ACCURATE?climate benchmark profiling of greenhouse gases and thermodynamic variables and wind from space. The performance analysis is based on individual-profile errors as starting point given from the ACCURATE observational requirements and obtained from pre-studies. Three representative satellite constellations, two-, four- and twelve-satellites, respectively, were simulated with the simulation software EGOPS.The twelve-satellite constellation meets all requirements regarding data density and horizontal sampling. However, the more cost effective two satellite case addresses all aspects of scientific return and appears to be ideal as an initial demonstration case, e.g., in regard to the currently planned ESA Explorer Mission.The presently prepared ESA-IRDAS-EXP Tx-to-Rx crosslink demonstration experiment, which will take place on two islands on the Canary?s, should demonstrate the novel ACCURATE LIO technique. LIO provides accurate concentrations of the main greenhouse gases in the upper troposphere and lower stratosphere region. The focus of the absorption simulation analysis lies in particular on the LIO C18OO, 13CO2, 12CO2, H2O and CH4 absorption lines in the short wave infrared band on the Canary Islands. For this purpose, additional more sensitive demo-absorption lines for these lower heights are necessary. The simulation was done by using RFM supported by HITRAN. Real local atmospheric variables during a 10-year time interval for four significant seasonal months, during day and night, were processed for the simulation.The results show that all suggested additional demonstration lines are well chosen within the SWIR range. It turns out that the month April is scientifically preferred, whereas October is less preferable, for the realization of the demonstration experiment. Thus, it is now planned in April 2011.