Ozonmessung mit ATOVS
(Advanced TIROS Operational Vertical Sounder)

von
Dipl.-Met. Günter Rampe




1. Der Satellit NOAA
2. Die Messung
3. Die Produkte


1. Der Satellit NOAA
Die Satelliten der NOAA-Serie führen nicht nur das SBUV/2-Instrument mit, sondern auch verschiedene Meßapparate, mit denen die Atmosphäre vertikal sondiert wird. Diese Instrumente werden unter dem Namen ATOVS zusammengefaßt.



2. Die Messung
Die Ozonmessung mit ATOVS unterscheidet sich grundlegend von den anderen Satellitenmessungen: Während bei GOME, TOMS und SBUV/2 die rückgestreute Sonnenstrahlung benutzt wird, verwendet man hier die Infrarot-Eigenstrahlung der Erde.

Das für die Ozonmessung wichtigste Instrument von ATOVS ist der High-Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS):


HIRS
(Bildquelle: NASA)

Die Erdoberfläche kann ihre infrarote Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 8 und 12 Mikrometer ungehindert von der Atmosphäre in den Weltraum abgeben (Atmosphärisches Fenster). Nur das Ozon absorbiert diese Strahlung bei einer Wellenlänge vom 9,7 Mikrometer. Je mehr Ozon vorhanden ist, desto schwächer ist die Strahlungsenergie dieser Wellenlänge.

HIRS mißt genau diese Wellenlänge. Als Referenz braucht man natürlich die ungeschwächte Strahlungsenergie; die wird im atmosphärischen Fenster bei 11,1 Mikrometer Wellenlänge gemessen, wo das Ozon nicht absorbiert.

Natürlich spielt auch die Temperaturverteilung in der Ozonschicht dabei ein Rolle; sie wird über fünf weitere Wellenlängen gemessen.

Das alles gilt nur für eine wolkenlose Atmosphäre, der Wolkeneinfluß muß in einem komplizierten Verfahren berücksichtigt werden.

Weitere Probleme gibt's, wenn die Erdoberfläche zu kalt (Antarktis) oder zu heiß (Sahara) ist. All das führt dazu, daß dieses Verfahren ungenauer ist als die anderen Methoden (die Genauigkeit von ATOVS liegt bei 20 Dobson Units). Der Vorteil: Messungen sind im Gegensatz zu den anderen Verfahren auch nachts möglich, insbesondere in der Polarnacht.


3. Die Produkte
Täglich werden die Meßergebnisse von drei NOAA-Satelliten für die Nord- und Südhalbkugel zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse werden weiter verarbeitet und mit geringer zeitlicher Verzögerung für die beiden Erdhalbkugeln sowie die ganze Erde veröffentlicht.
Bildquellen: Climate Prediction Center