Arbeitsgruppe
Atmosphärische Strahlung

Workshops

Messkampagnen

Aerosol- und Gesundheitskartierung
(Uni Leipzig & Uni Bielefeld, PRD 4 des DFG SPP 1233)

Megastädte spielen eine zunehmende globale Rolle in der heutigen Gesellschaft. Die Anzahl der Menschen, die in Megastädten leben wächst kontinuierlich. Diese Menschen erfahren die erhöhte Verschmutzung der Atmosphäre durch gasförmige und feste Teilchen. Diese erhöhte Verschmutzung beeinflusst ihre Gesundheit.Desweiteren stellen Megastädte Punktquellen für anthropogene Klima beeinflussende Spurenstoffe dar, welche schwer in Klimamodellen zu implementieren sind. Lokal treten Feedbackprozesse zwischen Luftverschmutzung und Grenzschichtmeteorologie auf. Einige Megastädte haben ein dichtes Messstationsnetzwerk für die Messung von Luftschadstoffen aufgebaut. In vielen Megastädten existieren solche Netzwerke jedoch nicht und können auch in absehbarer Zukunft nicht eingerichtet werden. In diesen Fällen stellt Satelliten-Fernerkundung die einzige durchführbare Methode für kontinuierliche Messungen von Spurenstoffemissionen der Megastädte dar. Die Genauigkeit der Berechnung von Aerosol Optischer Dicke (AOD) aus Messungen von satellitengetragenen Instrumenten (wie das MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS) hängt jedoch von der Genauigkeit der angenommenen Erdoberflächenreflektivität (oder Albedo) ab. Bodenmessungen der Erdoberflächenreflektivität können weder größere Flächen (wie die Fläche des Perlflussdeltas, PRD, China), noch können solche Messungen wichtige Inhomogenitäten berücksichtigen.

Aus diesem Grund werden flugzeuggetragene Messungen benötigt um, in Kombination mit Strahlungstransferrechnungen (um atmosphärische Einflüsse zu korrigieren), Karten der Erdoberflächenreflektivität von größeren Gebieten zu liefern (Doktorarbeit Britta Mey). Fernerkundungsmedthoden zur Bestimmung von Aerosolparametern sind vertrauenswürdig über Meeresoberflächen, da die Meeresoberlächenalbedo vergleichbar klein und homogen ist. Die Fernerkundung wird schwieriger über hoch struckturierten kontinentalen Oberflächen, vorwiegend durch die heterogenität der Oberfläche.

Projektrahmen (DFG)

Das Schwerpunktprogramm SPP 1233 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) "Megastädte: Informelle Dynamik des Globalen Wandels" (www.megacities-megachallenge.org) ist ein multidisziplinäres (Public Health, Geographie, Physik, Architektur, Wirtschaft,...) Projekt mit Fokus auf zwei Megastadtregionen. Dhaka in Bangladesh und Guangzhou in China. Die unterschiedlichen Subprojekte beleuchten verschiedene Aspekte und Probleme die in Megastädten auftreten, wie z.B. Luftverschmutzung und Gesundheit, Stadtentwicklung, usw.

"Primary research areas [of SPP 1233] are the process dynamics of global change, mega-urbanisation and informal phenomena and their relationships and interactions."

Instrumente und Methoden

Das SMART Albedometer (see Measuring Principle and Instrumentation) wurde auf verschiedenen Forschungsflugzeugen installiert um mindestens eine der folgenden Messgrößen zu bestimmen: abwärtsgerichtete Strahlungsflussdichte (Irradianz), aufwärtsgerichtete Strahlungsflussdichte, aufwärtsgerichtete Strahldichte (Radianz) (siehe basic quantities). Zusätzlich wurde für die Messungen in Leipzig 2007 eine 3 Kanal 3 CCD Kamera auf dem Flugzeug installiert um Oberflächenbilder in 3 Farbkanälen zu liefern. Durch Querkalibration der Kamerabildpixel mit den spektralen Radianzen, die mit dem SMART Albedometer gemessen wurden, soll ein Radianzbild erstellt werden. (MS 4100, Geospatial Systems. INC.)