TRENDEVAL

Projektname:	TRENDEVAL - Klimatrends und Modelevaluation mittels Radio-Okkultation
ProjektleiterIn:	Andrea K. Steiner
Projektteam:	Andrea K. Steiner (Projektleiterin, RO Datenqualität und Bewertung von Klimatrends) Bettina C. Lackner (PostDoc: Trenddetektion, Ursachenzuweisung, Modellevaluierung) Florian Ladstädter (Doktorand: Vergleich von Atmosphärendaten mit RO Daten) Barbara Pirscher (PostDoc: Fehlercharakterisierung von RO Daten) Beratend: Gottfried Kirchengast, Ulrich Foelsche
PartnerInnen:	L. Haimberger, Dep. of Meteorology and Geophysics, Univ. of Vienna, Austria S.-P. Ho, COSMIC Program, Univ. Corporation for Atmospheric Research (UCAR), Boulder, CO, USA M. A. Ringer, Met Office Hadley Centre for Climate Change, Exeter, UK Beratend: G. C. Hegerl, School of GeoSciences, Univ. of Edinburgh, Edinburgh, UK B. Kuo, COSMIC Program, UCAR, Boulder, CO, USA K. B. Lauritsen, Danish Meteorological Institute (DMI), Copenhagen, DEN A. Mannucci, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (JPL/CalTech), Pasadena, CA, USA A. von Engeln, Satellite Atmospheric Science Group, EUMETSAT, Darmstadt, GER J. Wickert, Dep.1 Geodesy and Remote Sensing, German Research Centre for Geosciences (GFZ), Potsdam, GER
Fördergeber:	FWF - Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung

Abstrakt:

Messdaten zur Klimabeobachtung und zum Nachweis des Klimawandels der Atmosphäre müssen die strengen Qualitätskriterien des Global Climate Observing System (GCOS) erfüllen. Daten von Wetterballons und -satelliten haben einige Defizite, da sie nicht zur Klimabeobachtung konzipiert wurden. Die Radio-Okkultation (RO) basiert auf Signalen des Global Positioning System (GPS) und liefert einen neuen Datensatz mit vorteilhaften Eigenschaften wie Langzeitstabilität, Allwettertauglichkeit, globale Bedeckung, hohe Genauigkeit und vertikale Auflösung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre.

Kenntnis von Fehlern ist eine wichtige Voraussetzung für die Verwendung von Daten in Klimastudien. Hauptziel des Projekts TRENDEVAL war die Abschätzung von Unsicherheiten im RO Klimadatensatz und dessen Anwendung zum Nachweis einer Klimaänderung und zur Evaluierung von Klimamodellen. Wir untersuchten RO Daten von 1995/1997 und seit 2001 von mehreren Satellitenmissionen für die Parameter Brechungswinkel, Refraktivität, Druck, geopotentielle Höhe, Temperatur und spezifische Feuchte.

Fehlerabschätzungen für individuelle Profile und klimatologische Felder wurden erstellt. Klimatologien von verschiedenen Satelliten zeigen hohe Konsistenz und können daher zu einem Datensatz kombiniert werden. Dies ist ein Hauptmerkmal eines Referenzklima-datensatzes. Weiters quantifizierten wir die strukturelle Unsicherheit der Daten von sechs Prozessierungszentren. Die Unsicherheit in Trends ist am geringsten innerhalb von 50°S bis 50°N sowie 8 km bis 25 km Höhe und erfüllt hier die Stabilitätsanforderungen von GCOS.
Die Auswertung von Temperaturen der unteren Stratosphäre verschiedener Datensätze (Mikrowellensondierung (AMSU), Radiosonden, RO) zeigte signifikante Unterschiede zwischen AMSU und RO. Die Analyse möglicher Fehlerquellen und gute Übereinstimmung mit Radiosonden schließt RO als Ursache aus.

Die Untersuchung tropischer Konvektionsregionen im HadGEM2 Klimamodell (Met Office Hadley Centre) mittels RO zeigte, dass das Modell im Bereich der tropischen Tropopause kühler ist. Unsere Ergebnisse zeigen den hohen Nutzen von RO Daten zur Evaluierung von Beobachtungsdaten und Klimamodellen.

RO Parameter liefern wertvolle Indikatoren zum Klimawandel. Wir demonstrierten den Nutzen von RO zur Detektion einer Klimaänderung. Ein Klimaänderungssignal wurde in der geopotentiellen Höhe von Druckschichten und der Temperatur detektiert. Es zeigt eine Erwärmung der Troposphäre und eine Abkühlung der Stratosphäre. Insgesamt ist die Qualität, Konsistenz und Reproduzierbarkeit von RO Daten vorteilhaft zur Verwendung als Referenzdatensatz zur Klimabeobachtung und zur Detektion des Klimwandels.

Univ.-Prof. Mag. Dr.