Evaluation des EarthCare Cloud Profiling Radars durch bodengebundene Radare

Radarmessungen liefern für die Erforschung von Niederschlag, Wolken und der involvierten Prozesse einen signifikanten Beitrag. Dazu tragen auch Netzwerke wie ACTRIS (Aerosol, Cloud and Trace Gases Research Infrastructure) bei, in welchen nicht nur die Zahl bodengebundener Wolkenradarsysteme stetig wächst, sondern auch deren Datennutzung, z. B. durch Anwendung im synergistischen Verbund mit anderen Messsystemen bei der Wolkenklassifizierung. Europa verfügt somit über ein dichtes bodengebundenes Netzwerk, um Wolken zu untersuchen, für die globale Betrachtung sind allerdings Satelliten notwendig. Mittels satellitengestützter Wolkenradarsysteme, wie z. B. CloudSat, ist es möglich, ein globales Bild zu erhalten. Satellitengestützte Cloud Profiling Radare (CPR) können allerdings hinsichtlich ihrer meist geringeren Sensitivität und aufgrund des sehr starken Bodenechos gegenüber bodengebundenen Systemen im Nachteil sein. Somit sind beispielsweise die Beobachtung bodennaher Wolken, z.B. Grenzschichtbewölkung, oder das Quantifizieren von bodennahem Niederschlag für CPR problematisch.

In den kommenden Jahren wird die ESA/JAXA Mission EarthCare ein neues CPR mit verbesserter Performance in Umlauf bringen. Um bereits vor dem Start des Satelliten die Performance des CPR zu evaluieren, werden in dieser Arbeit bodengebundene Messdaten mit simulierten CPR-Daten verglichen. Hierzu werden Datensätze von bodengebundenen Radaren mittels Vorwärtsoperator in einen komplementären Radarsatellitendatensatz umgewandelt. Im Anschluss werden die Datensätze verglichen und ausgewertet.

Die Datengrundlage für diese Arbeit liefern die W-Band-Radare des ACTRIS Netzwerks. Die zeitlich langen ACTRIS-Datensätze liefern eine optimale Datengrundlage für eine statistische Analyse der CPR-Performance. Diese Analyse macht es möglich, das neue CPR im Bezug auf die Beobachtung bodennaher Wolken und des bodennahen Niederschlags zu evaluieren.