Methoden der Flugzeuggetragenen passiven Fernerkundung mit Hilfe spektraler, solarer und reflektierter Strahldichten werden zur Ableitung der thermodynamischen Phase, der optischen Dicke und des Partikeleffektivradius von Wolken während der HALO Missionen NARVAL-II und NAWDEX angewendet. Insbesondere werden die horizontalen und vertikalen Verteilungen der thermodynamischen Phasen in unterschiedlichen Wolkentypen untersucht. Die Kombination mit anderen HALO-Fernerkundungsinstrumenten einschließlich Radar und Mikrowellensensoren ist geplant. Gleichzeitige Messungen der Wolkenalbedo werden durchgeführt und zur Analyse der Abhängigkeit des Strahlungsantriebs von Wolken-makrophysikalischen und mikrophysikalischen Eigenschaften verwendet. Auf der Basis von breitbandigen und spektralen Strahlungsgrößen dient die gemessene spektrale Wolkenalbedo zur Bewertung von Ergebnissen des ECMWF Integrated Forecast System (IFS). In mehreren Schritten werden 1D und 3D Strahlungstransfermodelle zusammen mit Beobachtungen verwendet, um die Unsicherheiten in der ECMWF-Vorhersage zu identifizieren. Unsicherheiten in Bezug auf das Strahlungsschema und die simulierten Wolkeneigenschaften werden separiert.
Die Reflektionseigenschaften der Oberflächen auf dem antarktischen Polarplateau werden anhand einer Kombination aus Strahlungsmessungen am Erdboden, Satellitendaten und Modelberechnungen untersucht. Dazu sollen die spektrale Strahldichte, die spektrale Bestrahlungsstärke, die spektrale Albedo und der hemisphärisch konische Reflektanzfaktor (HRF) in der nähe der Kohnen-Station erfasst werden. Die Station befindet sich auf dem antarktischen Polarplateau und ist weit genug vom Meer entfernt damit die Strahlungsbedingungen nicht durch die relativ niedrige Meeralbedo beeinflusst werden. Mikroskopische Schneeeigenschaften wie der spezifische Oberfläche des Schnees (SSA), die Konform und die Anisotropie soll an verschiedenen Orten in der Nähe der Kohnen-Station erfasst werden. Da zu erwarten ist, dass die Strahlungseigenschaften auf dem antarktischen Polarplateau auch von den makroskopischen Strukturen abhängig sind, ist eine 3D-Photogrammetrie auf dem zu untersuchenden Gebiet vorgesehen. Zum ersten Mal wird in der Antarktis ein kombiniertes atmosphärisches und glaziologisches Messprogramm durchgeführt um eine quantitative Einschätzung auf die Haupteinflussfaktoren der spektralen Albedo und des HRF zu erhalten. Es ist zu erwarten, dass die Temperatur die Strahlungseigenschaften des Schnees beeinflusst lange bevor der Schnee tatsächlich schmilzt. Um eine Übertragung der Ergebnisse über die unmittelbare Umgebung der Kohnen-Station hinaus zu ermöglichen, wird der Einfluss der unterschiedlichen Albedo auf weitere Bereiche der Antarktis extrapoliert werden. Ferner dienen die Daten als Basis für die Validierung von Satellitenalgorithmen, die ebenfalls größere Bereiche abdecken. Letztlich ist es das Ziel einen Beitrag zum Verständnis des potentiellen Klimawandels in der Antarktis durch ein sich veränderndes Strahlungsklima zu liefern.