Projekt:FE Auswerteverfahren 1/Wolken/Einleitung
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Wolken wurden vor dem 19. Jahrhundert als zu zahlreich in ihrer Form und zu kurzlebig angesehen als dass man sie hätte Klassifizieren können. Erst im Jahre 1802 veröffentlicht der Engländer Luke Howard seine Schrift „On The Modification off Clouds“ und gilt damit als Begründer der wissenschaftlichen Beobachtung und Klassifizierung von Wolken. Die von Howard benutzten Namen: Cumulus (Haufenwolke), Stratus (Schichtwolke), Cirrus (Schleierwolke) und Nimbus (Regenwolke) tauchen auch noch heute in der offiziellen Klassifikation der World Meteorological Organisation (kurz WMO) auf. In der Offiziellen Klassifikation der WMO werden die Wolken anhand ihrer Gestalt und der Höhe ihrer Untergrenze eingeteilt.
Wolken können durch synoptische Schätzungen oder durch aktive (z.B. RADAR) und passive (z.B. Spektrometer) Fernerkundungsmethoden detektiert werden. Die Schätzung durch Beobachter hat den Vorteil, dass sie in zeitlich gleichmäßigen Abständen und am gleichen Ort durchgeführt wird. Des weiteren sind die Datenreihen teilweise über hundert Jahre alt. Der Nachteil ist natürlich, dass es sich hier um eine punktuelle, vor allem vom Land aus durchgeführte Messung, handelt. (Odebrecht 2004)
Da lange Zeit 70% der Erdoberfläche, nämlich die über den Ozeanen meteorologisch fast nicht überwacht waren, war es sehr schwer Aussagen über die zeitliche und räumliche Verteilung und die Häufigkeit von Wolken im globalen Maßstab zu machen. Erst mit Beginn des Satellitenzeitalters in den 1960ern änderte sich dies grundlegend. Jetzt war man in der Lage die gesamte Erdoberfläche und die Atmosphäre mit genügender zeitlicher Auflösung zu überwachen. Seit 1982 werden durch das International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP), welches zum World Climate Research Programme (WCRP) gehört, erstmals kontinuierlich Wolkenparameter ermittelt. Speziell das Erkennen und die Klassifikation von Wolken mit Satellitensystemen ist Gegenstand dieses Projektes. Hier für werden die strahlungstheoretischen Grundlagen sowie die Methodiken erklärt ( Walch Neukamp Wolken/Wetter 1989; Odebrecht 2004)
Motivation
[Bearbeiten]Wolken haben einen beträchtlichen Einfluss auf den Strahlungshaushalt und den Wasserkreislauf der Erde. Durch ihren Albedo reflektieren sie die solare Einstrahlung zurück in den Weltraum und reflektieren die terrestrische Strahlung zurück auf die Erdoberfläche und sind so mit auch für die Erwärmung der Erde (Treibhauseffekt) verantwortlich. Das durch Evapotranspiration aufgestiegene, in ihnen gespeicherte Wasser fällt als Niederschlag wieder auf die Erdoberfläche zurück und schließt so den Wasserkreislauf. Rückschlüsse auf den Albedo und den Wassergehalt der Wolken kann man aus den Wolkenparametern: Bedeckungsgrad, optische Dicke, Phase, Oberseitentemperatur, Wasser- und Eisgehalt und den effektiven Teilchenradius ziehen. Diese Informationen sind vor allem, für die gerade auch in den politischen Fokus gerückten, Klimatologie und die Niederschlagsvorhersage essentiell. Daher ist es sehr wichtig ein validiertes und zeitnahes Bild von der Häufigkeit und Verteilung der Wolken in der Atmosphäre zu haben. (Odebrecht 2004)
Ziel
[Bearbeiten]Das Ziel des Projektes ist es einen Überblick über die Klassifikation von Wolken mittels Satellitendaten zu geben. Die hier für notwendigen Grundkenntnisse und die möglichen Methodiken sollen näher betrachtet und erläutert werden.