Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), HALO 2020 – Wolkeneinfluss auf solare aktinische Strahlung: Bewertung satelliten-unterstützter Strahlungstransportrechnungen mit HALO Messungen

Description: In diesem Projekt sollen gemessene spektrale aktinische UV/VIS-Strahlungsflussdichten von sechs HALO-Missionen verwendet werden, um Strahlungstransportmodell-Vorhersagen zu überprüfen, die auf der Grundlage von Wolkeneigenschaften aus Satellitenbeobachtungen durchgeführt werden. Fünf der HALO-Missionen wurden bereits durchgeführt: TECHNO (2010), NARVAL-I (2014), OMO (2015), EMERGE (2017/2018) und CAFE-Africa (2018), mit einer Gesamtzahl von etwa 75 Forschungsflügen. Zudem sollen die Daten von CAFE-Brazil (2020) in die Auswertung einfließen. Der Hauptzweck der Messungen der aktinischen Strahlungsflussdichten ist die anschließende Berechnung von Photolysefrequenzen, die wichtige Größen in der Photochemie darstellen. Die HALO-Messungen bieten eine seltene Gelegenheit satelliten-gestützte Strahlungstransportmodell-Vorhersagen von Photolysefrequenzen zu überprüfen, da sie hochaufgelöste Stichproben aus verschiedenen Höhen und global verteilten Einsatzgebieten liefern. Zudem wurden während TECHNO, NARVAL und OMO durch einen Missionspartner spektrale Strahldichtemessungen in Nadir-Richtung durchgeführt. Diese Messungen umfassen den gesamten solaren Spektralbereich und bieten daher unabhängige lokale Informationen über Wolken unter dem Flugzeug, was die Interpretation und korrekte Anwendung der verfügbaren Wolkeneigenschaften erleichtern wird. Das Hauptziel des Projektes ist es herauszufinden, ob gemessene und durch ein Strahlungstransportmodell vorhergesagte Photolysefrequenzen durch den Einsatz der Satellitendaten in akzeptable Übereinstimmung gebracht werden können. Sollte dies gelingen, dann könnten auf der Grundlage satellitengestützter Wolkeninformationen nutzer-definierte 3D Felder von Photolysefrequenzen berechnet werden. Diese Felder können genutzt werden, um Vorhersagen von Chemie-Transportmodellen zu überprüfen, oder sie können in zukünftigen Anwendungen direkt in diese Modelle einfließen. Eine entsprechende Fallstudie soll im Rahmen dieses Projektes durchgeführt werden. Davon würden auch zukünftige HALO-Missionen und deren wissenschaftliche Interpretationen profitieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Main ? Bewölkung ? Photochemie ? Satellitendaten ? Solarstrahlung ? Chemie ? Flugzeug ? Photolyse ? Satellit ? Strahlung ? Daten ? Fallstudie ? Feldstudie ? Luftfahrzeug ? Messdaten ? Wolke ? Modellierung ? Verkehrsmodell ? Erdsystem ? Dichtebestimmung ? Spektrum ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Betreiber*in)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2020-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: HALO 2020 – Cloud effects on solar actinic radiation: Evaluation of satellite-aided radiative transfer model calculations with HALO measurements
  Description: In this project UV/VIS spectral actinic flux density measurements of six HALO missions will be used for an evaluation of radiative transfer model calculations based on operational satellite cloud retrievals. Five of the HALO missions have already been completed: TECHNO (2010), NARVAL-I (2014), OMO (2015), EMERGE (2017/2018), and CAFE-Africa (2018) with a total of around 75 research flights. In addition, data of CAFE-Brazil (2020) will be included. The main purpose of the spectral actinic flux density measurements is to derive photolysis frequencies that are important for photochemical research. The HALO measurements provide a rare opportunity for an evaluation of satellite derived photolysis frequencies because they provide high resolution spot samples that cover different altitudes and mission areas globally. Moreover, during TECHNO, NARVAL and OMO also nadir spectral radiance measurements were performed on HALO by a mission partner. These measurements cover the complete solar spectral range and provide independent, local information on cloud properties below the aircraft. That will help to interpret and correctly apply the satellite data. The main question addressed in this project is whether or not radiative transfer modelled and measured data can be brought into reasonable agreement by taking into account available satellite cloud information and if consistent results are obtained for different mission areas and altitude ranges. If this approach is successful, predictions of evaluated, user-defined 3D fields of photolysis frequencies and their error estimates can be produced based on satellite cloud information. These photolysis frequency fields can be used to test chemistry transport model predictions or they can serve directly as an input for such models in future studies. A corresponding case study is intended within this project. From these applications also future HALO missions and their scientific analyses could benefit. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1118368

Status

Aktiv

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