Titelaufnahme

Titel
Potential systematic errors in radio occultation climatologies due to irregular distributions of apparent outliers in the retrieval process : studying the effect of the retrieval quality control on the samling error of radio occultation climatologies / Jakob Schwarz
Verfasser/ VerfasserinSchwarz, Jakob
Begutachter / BegutachterinFoelsche Ulrich
Erschienen2012
UmfangXII, 110 S. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Okkultationsmessung / Qualitätskontrolle / Okkultationsmessung / Qualitätskontrolle / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-41059 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Potential systematic errors in radio occultation climatologies due to irregular distributions of apparent outliers in the retrieval process [24.37 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Globale Klimabeobachtung erfordert, dass klimatologisch relevante atmosphärische Parameter an der Oberfläche, aber auch in der freien Atmosphäre gemessen werden. GPS Radio Okkultation (RO) erlaubt Messungen mit hoher Genauigkeit, globaler Abdeckung und Langzeitstabilität dank eines selbst-kalibrierenden Messvorgangs. Diese Eigenschaften erlauben die Berechnung von Klimatologien aus RO Daten und deren Veränderung im Laufe der Zeit.Diese Diplomarbeit hat die Untersuchung der Einflüsse der Qualitätskontrolle (QC) des am Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel verwendeten Prozessierungssystems auf systematische Fehler von aus RO Daten erstellten Klimatologien zum Gegenstand: Die QC verwirft Messungen, die bestimmten Qualitätskriterien nicht entsprechen. Wenn die Wahl dieser Kriterien dazu führt, dass Messungen in Bezug auf räumliche oder zeitliche Verteilung vorzugsweise in bestimmten Bereichen verworfen werden, beeinflusst sie potentiell den systematischen Anteil des sogenannten Abtastfehlers. Der Abtastfehler resultiert aus der endlichen Anzahl diskreter RO Messungen, die die gesamte Variabilität der Atmosphäre nicht vollkommen wiedergibt.Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die QC starken Einfluss auf die zeitliche Verteilung der für die Berechnung von Klimatologien zur Verfügung stehenden Profile nimmt, indem Messungen während der Nacht häufiger verworfen werden als solche untertags. Vor allem aber nimmt sie Einfluss auf die geographische Verteilung dieser Profile. Die Ausfallsrate in hohen Breiten auf der Winterhemisphäre ist wesentlich höher als im Durchschnitt. Abhängig vom Empfänger-Satelliten der Radio-Signale werden im Monatsmittel bis zu 60% aller Messungen verworfen.Die systematischen Ausfälle führen weiters in einigen Fällen zu einer bis zu vierfachen Erhöhung des Abtastfehlers. Oft sind Messungen geringer Temperaturen betroffen und die errechneten Klimatologien weisen in diesen Bereichen zu hohe Temperaturen auf.

Zusammenfassung (Englisch)

Monitoring global climate change requires measuring atmospheric parameters with suf- ficient coverage on the surface, but also in the free atmosphere. GPS Radio Occultation (RO) provides accurate and precise measurements in the Upper Troposphere?Lower Stratosphere region with global coverage and long-term stability thanks to a calibration inherent to the technique. These properties allow for the calculation of climatological variables of high quality to track small changes of these variables.High accuracy requires keeping systematic errors low. The purpose of this thesis is to examine the impact of the Quality Control (QC) mechanism applied in the retrieval system of the Wegener Center for Climate and Global Change, Karl-Franzens-University Graz (WEGC), on systematic errors of climatologies calculated from RO data. The QC rejects measurements if they do not fulfill certain quality criteria. If these criteria cause a biased rejection with regard to the spatial or temporal distribution of measurements it can increase the systematic component of the so-called Sampling Error (SE). The SE is a consequence of the discrete and finite number of RO measurements that do not completely resemble the total variability of atmospheric parameters.The results of the calculations conducted show that the QC of the retrieval system indeed has a strong influence on geographical sampling patterns, causing a large number of rejections at high latitudes in the respective winter hemisphere. During winter, a monthly average of up to 60 % of all measurements are discarded at high latitudes. The QC also influences temporal sampling patterns systematically, more measurements are rejected during nighttime. The systematic rejections by the QC also have a strong effect on the SE, causing it to increase fourfold in some cases and regions. Measurements of cold temperatures are particularly affected, in these cases derived climatologies are biased towards higher temperatures.