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Sciamachy


Mitarbeit an Sciamachy-Prozessor-Updates (im Auftrag des DLR)

Sciamachy ist ein satellitengetragenes Meßgerät zur Bestimmung der Konzentrationen atmosphärischer Spurengase und fliegt auf ENVISAT. Der operationelle Prozessor des Gerätes, also die Software, die die automatische Auswertung der Meßdaten sofort nach der Messung besorgt, wurde - in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Einrichtungen in den Niederlanden, Belgien und Deutschland - im Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) des DLR produziert und wird dort auch weiter entwickelt.

Im Rahmen der Weiterentwicklung des Datenprozessors wurden bisher folgende Aufgaben übernommen:

Absorbing Aerosol Index Algorithm (AAIA): Vorbereiten der Implementierung eines verbessserten Algorithmus

Der Absorbing Aerosol Index AAI ist ein einfaches Maß zur Abschätzung des Gehalts an absorbierendem Aerosol. Dabei werden die Meßwerte bei zwei Wellenlängen (einmal innerhalb der Ozonbande und einmal außerhalb) mit Modellrechnungen verglichen und die gefundenen Differenzen in einer Zahl zusammengefaßt, dem AAI.
In der Zeit nach dem Start von Envisat war bei SRON eine verbesserte Version des ursprünglich verwendeten Algorithmus entwickelt worden.
Die Aufgabe bestand darin, den verbesserten Algorithmus von den Entwicklern zu übernehmen und in eine Handlungsanweisung für die Softwareentwickler am DLR zu übersetzen.

Die Abb. stammt von TEMIS ( Tropospheric Emission Monitoring Internet Service) und zeigt den AAI für Juni 2008. Man erkennt die Saharastaubtransporte nach Mittel- und Nordamerika.


Optical Cloud Recognition Algorithm (OCRA):

OCRA dient der Bestimmung des Wolkenbedeckungsgrades, der für die Bestimmung der Spurengaskonzentrationen benötigt wird, aber auch für sich selbst genommen, ein interessantes Meßergebnis darstellt. Der Algorithmus nutzt die Messungen der Polarisation Measurement Devices (PMD), die an sich vor allem zur Berücksichtigung des Polarisationseinflusses auf die Bestimmung der Spurengaswerte gebraucht werden. Die PMD sind breitbandige Sensoren, die über den ganzen Spektralbereich, der von Sciamachy abgedeckt wird, verteilt sind. Der Algorithmus benutzt den Unterschied zwischen dem aktuellen Meßwert und einer Datenbank von entsprechenden Meßwerten wolkenfreier Pixel.

Die Abb. zeigt die Monatsmittelwerte des Wolkenbedeckungsgrades für Januar 2004, wie sie aus den Sciamachy Daten bestimmt wurden.

Die Datenbank wolkenfreier PMD Messungen stammte ursprünglich von dem Vorläufergerät GOME (Global Ozone Monitoring Experiment), dessen PMD etwas andere Spektralbereiche und eine etwas geringere räumliche Auflösung hatten. Daher sollten Daten verwendet werden, die auf Messungen der Sciamachy PMD beruhen:

  • Erstellung einer neuen Datenbank der Reflektanzen wolkenfreier Pixel aus Messungen der Sciamachy PMD
  • Anpassung neuer Skalierungsfaktoren und Offsets für OCRA auf der Basis dieser neuen Datenbank





Die Abb. zeigen die neu erstellten Datensätze von Meßwerten der PMD3 (oben) und PMD4 (unten) für wolkenfreie Pixel, bestimmt aus allen Sciamachy-Meßwerten der Monate Januar, März, Juni, Juli, September, Dezember in den Jahren 2003-2008.







Ansprechpartner beim Auftraggeber: Dr. Günter Lichtenberg