Projektstart: 01.01.2018

Laufzeit: 3 Jahre

F?rderung: DFG

Leitung: Harald Kunstmann

Beteiligte Wissenschaftler: Andreas Wagner (IMK-IFU), Benjamin Fersch (IMK-IFU)

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Hansj?rg Kutterer, KIT/GIK, Geodetic Institute, Karlsruhe

Prof. Dr. Stefan Hinz, KIT/IPF, Institute of Photogrammetry and Remote Sensing, Karlsruhe

Prof. Dr. Alain Geiger, ETH/IGP, Institute of Geo?desy and Photogrammetry, Zürich

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Kurzbeschreibung

Wasserdampf ist ein hochwirksames Treibhausgas, das direkt mit dem globalen Klimawandel und seinen Auswirkungen auf Naturkatastrophen wie ?berschwemmungen, Dürren oder das Schmelzen von Gletschern zusammenh?ngt. Zudem ist es ein wesentlicher Treiber für die Erzeugung und r?umlich-zeitliche Verteilung von Wolken und Niederschlag. Vertikal integrierter Wasserdampf zeigt eine hohe zeitliche und r?umliche Variabilit?t. Zwar erm?glichen regionale Atmosph?renmodelle die Simulation der Verteilung von hydrometeorologischen Variablen in Raum und Zeit mit hoher Aufl?sung, bezüglich der Güte besteht jedoch weiterhin gro?er Verbesserungsbedarf. Gleichzeitig existieren nur begrenzte Aufzeichnungen zur Validierung von atmosph?rischem Wasserdampf mit hoher Aufl?sung.

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Wasserdampf ist ein wichtiges Signal in der Meteorologie und der Klimaforschung und wird vor allem in der Geod?sie und der Fernerkundung als Ger?uschquelle angesehen. Die Luftfeuchtigkeit der Erdatmosph?re führt zu Verz?gerungen und Verzerrungen hoher zeitlicher und r?umlicher Schwankungen in Mikrowellensignalen, die durch Mehrfrequenzmessungen nicht beseitigt werden k?nnen und w?hrend der Datenverarbeitung quantifiziert werden müssen. Daher liefern Beobachtungen globaler Navigationssatellitensysteme (GNSS) und des interferometrischen Radars mit synthetischer Apertur (InSAR) wertvolle Beitr?ge (GNSS: hohe zeitliche Aufl?sung; InSAR: hohe r?umliche Aufl?sung) zur Rekonstruktion des integrierten Wasserdampfs (IWV) auf dem Weg vom Satellit zur Beobachtungsstelle auf der Erdoberfl?che. Darüber hinaus erm?glicht die hochentwickelte tomografische Auswertung dieser Daten die Erzeugung von 3D-Feldern der Wasserdampfverteilung in Raum und Zeit.

Durch die Verwendung von GNSS- und InSAR-basierten Techniken in Kombination mit hochaufl?senden regionalen atmosph?rischen Wettermodellen und Techniken zum Zusammenführen geostatistischer Daten soll das Projekt neue Ans?tze entwickeln und bewerten, um verbesserte r?umlich-zeitliche Sch?tzungen der atmosph?rischen Wasserdampfverteilung abzuleiten. Insbesondere werden tomographiebasierte Ans?tze zur Auswertung von geod?tischen und Fernerkundungsdaten weiterentwickelt, um die vertikale und horizontale Aufl?sung der untersuchten atmosph?rischen Zustandsvariablen zu verbessern. Die erzeugten Produkte werden zum Vergleich und zur Assimilation mit atmosph?rischen modellbasierten Informationen verwendet, um schlie?lich eine optimale Sch?tzung der atmosph?rischen Wasserdampfverteilung zu erhalten.