###TITEL_ICDC###

CALIPSO/CloudSat Wolkenbedeckung

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Beschreibung

Der hier vorliegende Datensatz basiert auf Messungen eines vertikal sondierenden Radars (CloudSAT) und eines vertikal sondierenden Lidars (CALIPSO-CALIOP). Das Radar arbeitet bei 94 GHz (Wellenlänge: rund 2 mm), das Lidar hat 3 Kanäle: zwei senkrecht zueinander polarisierte Kanäle bei 532 nm und einen bei 1064 nm.

CloudSAT und CALIPSO fliegen als Satelliten (Start: 28. April 2006) des sogenannten "A-Trains" entlang des gleichen Orbits in etwa 10-15 Sekunden Abstand hintereinander her (zuerst CloudSat) so dass sich die Beleuchtungsflecken beider Sensoren überlappen und damit mit ihren unterschiedlichen Frequenzen annähernd das gleiche Volumen abtasten.

CloudSat liefert mit einer Höhenauflösung von etwa 240 m ein Vertikalprofil des Radarrückstreuquerschnitts und damit des Brechungsindices der ein Maß für die Konzentration von Wolkenpartikeln im jeweils abgetasteten Höheninterval ist. CALIPSO-CALIOP liefert mit einer Höhenauflösung von etwa 15 m drei Vertikalprofile der an Aerosol- und Wolkenteilchen rückgestreuten Laserenergie. Auch hier ist die Stärke der rückgestreuten Energie ein Maß für die Konzentration der Teilchen im sondierten Luftvolumen.

Das verschiedene Rückstreuverhalten von Wolkenteilchen flüssiger wie fester Phase sowie Niederschlagspartikeln bei den verwendeten verschiedenen Wellenlängen (CloudSAT: rund 2 mm, CALIPSO: 532 nm und 1064 nm) ermöglicht bei Verwendund beider Sensoren ein weitgehend komplettes Bild der Vertikalstruktur der Bewölkung zu erhalten. Während CloudSAT eher unempfindlich für dünne, hohe Eiswolken (Cirren) ist, ermöglicht CALIPSO deren Detektion in zuverlässiger Weise. Umgekehrt kann eine Wolkenschicht optisch so dicht sein, dass man mit CALIPSO nicht mehr durch sie hindurchsehen kann, wohl aber mit CloudSAT. Ein weiterer Vorteil der Verwendung dieser Sensoren ist der, dass sie unabhängig von der Temperatur der Wolken bzw. des Untergrundes arbeiten.

Von Nachteil ist der kleine Beleuchtungsfleck (rund 1 km für CloudSat und rund 70 m für CALIPSO) - ähnlich zu Satellitenaltimetern zur Fernerkundung der Ozeanoberfläche (siehe SSH und Meereisdicke). Das bedingt dass Daten vieler Überflüge gemittelt / kombiniert werden müssen um einen Datensatz globaler Abdeckung hinreichend guter Statistik zu bekommen; in diesem Fall: 2° Gitterzellengröße und monatliche zeitliche Auflösung).

Der Datensatz umfaßt den Anteil der Gitterzellenfläche, der mit Wolken bedeckt ist; es gibt Datensätze für niedrige, mittelhohe und hohe Wolken sowie die Gesamtbedeckung. Ebenfalls angeboten werden die mittleren Vertikalprofile. Jeder Datensatz umfaßt die Gesamtzahl an Messungen mit Wolken, die Gesamtzahl der Messungen ganz generell und der Verhältnis der beiden = Wolkenbedeckung pro Gitterzelle.

 

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Parameter

Name Einheit
Anzahl Wolkenpixel --
Anzahl Datenpixel --
Wolkenbedeckung -- (0 ... 1)

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Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung: 

  • 07/2006 bis 02/2011
  • Monatlich

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

  • Global
  • Räumliche Auflösung: 2° x 2°, kartesisches Gitter
  • Geographische Länge: -180°E bis 180°E
  • Geographische Breite: -90°N bis 90°N
  • Dimension: 180 Spalten x 90 Zeilen für Gesamtbedeckung ("total"), hohe Wolken ("high"), mittelhohe Wolken ("mid") und niedrige Wolken ("low"); 180 Spalten x 90 Zeilen x 40 Niveaus bei Produkt "profile"
  • Höhe: variabel für "total", "high", "mid" und "low", alle 480 m für "profile"

Format:

  • NetCDF

Auf Anfrage sind die Daten auch als saisonale Mittel oder als Monatsmittel über die gesamt Meßperiode erhältlich.

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Datenqualität

Der Datensatz beinhaltet keine Fehlerabschätzung. Die Ergebnisse des GEWEX Radiation Panel Cloud Assessment Berichts weisen CALIPSO-CloudSat Daten allerdings als sehr gut im Vergleich zu anderen Wolkenprodukten aus. Das gilt insbesondere für die Identifizierung der Bedeckung in den einzelnen Wolkenstockwerken.

Die Aufnahmegeometrie der verwendeten Satellitensensoren hat allerdings einen gewaltigen Nachteil: die räumliche Abdeckung ist extrem dürftig so dass selbst die hier auf einem 2° x 2° Gitter angebotenen Monatsmittel verrauscht scheinen. Das ist ein klarer Nachteil gegenüber den Daten der bildgebenden Sensoren wie MODIS oder Meteosat.

Mehr Information kann der entsprechenden Publikation Kay and Gettelman (2009) entnommen werden.

 

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Kontaktperson

Jennifer Kay
UCAR, Colorado, U.S.A.
E-Mail: jenkay (at) ucar.edu

Stefan Kern
ICDC / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de

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Datenzitat

Bei Verwendung der Daten bitte angeben, dass diese bezogen worden sind vom

Integrated Climate Data Center (ICDC), CEN, University of Hamburg, Hamburg, Germany, http://icdc.cen.uni-hamburg.de

und die Artikel Kay and Gettelman (2009) und Mace et al. (2009) zitieren.

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