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Cloud Retrieval using Ship-based Spectral Transmissivity Measurements

Within the scope of the OCEANET-Project (autonomous measurement platforms for energy and material exchange between ocean and atmosphere) on board of the research vessel (RV) Polarstern clouds have been investigated over the Atlantic Ocean under different atmospheric conditions and climate zones by active and passive remote sensing. An existing measurement platform, including lidar, microwave radiometer, all sky camera and broadband radiation sensors, has been extended by spectral radiation measurements with the COmpact RAdiation measurements System (CORAS). CORAS measures spectral downward radiances and irradiances in the visible to near-infrared wavelength region. The data were corrected to consider the movements of the ship and with it the misalignment of the sensor plane from earth’s horizon. Using observed and modeled spectral transmitted radiances cloud properties such as cloud optical thickness (tau ) and effective radius (reff) were retrieved. The vertical cloud structure with limitations for thick clouds is obtained from lidar and microwave radiometer measurements. The all sky camera provides information on the horizontal cloud variability. Cloud optical thickness and effective radius, will be retrieved by using a plane parallel radiative transfer model and a new spectral 3D retrieval method. / Im Rahmen des OCEANET-Projektes (autonome Messplattform zur Bestimmung des Material- und Energieaustauschs zwischen Ozean und Atmosphäre) wurden Wolken über dem Atlantischen Ozean unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen und Klimazonen an Bord des Forschungsschiffes Polarstern durch aktive und passive Fernerkundung untersucht. Die bereits existierende Messplattform (Lidar, Mikrowellenradiometer, Vollhimmels-Kamera, Standardmeteorologie und breitbandige Strahlung) wurde mit einem Spektrometersystem (CORAS) erweitert. CORAS misst spektrale abwärtsgerichtete Irradianzen und Radianzen im Wellenlängenbereich 350-2000 nm. Die Daten werden in Bezug auf die Schiffsbewegungen, sowie die horizontale Abweichung der Sensorebene lagekorrigiert. Mit beobachteten und modellierten Radianzen werden Wolkenparameter, wie die optische Dicke (tau) und der effektiveRadius (reff) abgeleitet. Die vertikale Wolkenstruktur (mit Beschränkungen für dicke Wolken) wird von Lidar- und Mikrowellenradiometer erhalten. Die Vollhimmelskamera liefert Informationen über die horizontale Wolkenverteilung. Die Wolkenparameter werden mit einem plan-parallelem Strahlungstransfermodell in Kombination mit einem neuen spektralen 3D Retrieval abgeleitet.

Identiferoai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:16407
Date29 September 2017
CreatorsBrückner, M., Macke, A., Wendisch, Manfred
PublisherUniversität Leipzig
Source SetsHochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden
LanguageEnglish
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
Relationurn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212070, qucosa:15002

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