Titelaufnahme

Titel
Investigating the value of GPS radio occultation water vapor data using in-situ and remote sensing techniques and models / Rieckh Therese
Verfasser/ VerfasserinRieckh, Therese
Begutachter / BegutachterinFoelsche, Ulrich
ErschienenGraz, 2018
Umfangxii, 121 Seiten : Zusammenfassungen (2 Blätter) ; Diagramme, Illustrationen
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2018
Anmerkung
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Okkultationsmessung / Feuchtigkeitsmessung / Troposphäre
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-131218 Persistent Identifier (URN)
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Investigating the value of GPS radio occultation water vapor data using in-situ and remote sensing techniques and models [17.36 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Wasserdampf spielt eine wichtige Rolle in Wetter und Klima. Obwohl Wasser in allen drei Aggretatzuständen in der Atmosphäre vorhanden ist, dominiert der gasförmige Zustand und Wasserdampf ist das wichtigste natürliche Treibhausgasder Erde. Gleichzeitig spielt Wasser durch seine hohe latente Wärme eine große Rolle im atmosphärischen Energietransport. Wissen über die Verteilung und die Vertikalstruktur der troposphärischen Feuchte ist notwendig um Wetter und Klima korrekt modellieren zu können. Genaue Messungen stellen allerdings eine Herausforderung dar, da Wasserdampf sowohl zeitlich als auch räumlich extremvariabel ist. Keine einzige Messmethode kann Wasserdampf global mit einer Auflösung messen, welche dessen Variabilität auf einer zeitlichen, horizontalen und vertikalen Ebene wiederspiegelt.Die GPS Radiookkultationsmethode (RO) liefert die Möglichkeit, vertikal hoch aufgelöste Information über die Feuchteverteilung in der Troposphäre zu gewinnen. Bei dieser Messmethode werden über die Phasenwegsverlängerung von GPSSignalen thermodynamische Größen bestimmt. In der Troposphäre ist für die Berechnung von Feuchte allerdings zusätzliche Information notwendig.Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Qualität von RO Feuchtedaten mithilfe von anderen Fernerkundungsmethoden und in-situ Messungen sowie Modell-Analysen und Reanalysen abzuschätzen. Die strukturelle Unsicherheit der von RO abgeleiteten Feuchteinformation wird über Unterschiede zwischen verschiedenen Feuchte-Retrievals bestimmt. Sogar in Regionen mit starken Feuchteschwankungen ist die Genauigkeit von RO Feuchte vergleichbar mit der von anderen Messmethoden. Im Vergleich zu anderen Messmethoden und Modellen kann RO kurzzeitige und kleinräumige Variabilität auflösen. Zusätzlich liefert RO globale Messungen unter allen Wetterbedingungen bei Tag wie bei Nacht und zeigt daher durchaus Potential troposphärische Daten im Datenassimilationsprozess der Wettervorhersage beizutragen.

Zusammenfassung (Englisch)

Water vapor is a major driver of climate and weather and plays a key role in many atmospheric processes. While water is present in all three aggregation states in the atmosphere, the gaseous one dominates and water vapor is the most important natural greenhouse gas. Due to its large latent heat of vaporization/condensation, water plays a major role in the energy transport of the atmosphere. To accurately model weather and climate it is crucial to understand the distribution, transport, and vertical structure of humidity. However, measuring water vapor accurately is a challenge, as it is highly variable on both spatial and temporal scales. To this day, no single observing system can provide global accurate tropospherichumidity data with a resolution that captures its variability on all important vertical, horizontal, and time scales.The Global Positioning System (GPS) Radio Occultation (RO) method provides high vertical resolution humidity profiles for the troposphere. This measurement technique uses phase changes of GPS signals to derive atmospheric thermodynamic parameters. In the troposphere, ancillary data are required to retrieve humidity (or temperature).The objective of this thesis is to assess the quality of RO-derived humidity using other remote sensing techniques, in-situ observing techniques, and model analyses and reanalyses. The structural uncertainty of RO-derived humidity is determined from comparisons of multiple different RO humidity retrievals. Even in challenging humidity conditions, such as high variability and extreme dryness, the accuracy of RO-derived humidity data is similar to the one of other state-of-the-art humidity measurements. Additionally, the RO technique features global coverage,all-weather capability, and same data quality for day and night time measurements. This shows the usefulness of RO for tropospheric humidity studies, as well as its potential to contribute tropospheric data to NWP models via data assimilation.

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