Schroedter-Homscheidt, Marion (2009). Beobachtungsoperator zur Assimilation satellitenbasierter Messungen verschiedener Aerosoltypen in ein Chemie-Transportmodell. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

In der Wettervorhersage konnte durch die Assimilation von Satellitenbeobachtungen eine erhebliche Verbesserung der Prognosegenauigkeit erzielt werden. Bei der Vorhersage von Aerosolpartikeln mit Chemie-Transport-Modellen herrscht derzeit die Modellierung basierend auf statischen Emissionskatastern vor, mit denen episodische Ereignisse nicht modelliert werden können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Beobachtungsoperators für die komponentenweise Assimilation von Satellitenbeobachtungen, die wasserlösliche, wasserunlösliche, russhaltige sowie aus Seesalz und Mineralstaub bestehende Aerosolpartikel getrennt erkennen. Dieser erlaubt den Transfer des Modellhintergrunds aus dem Raum der chemischen Massenkonzentrationen in den Raum der aerosoloptischen Dicke, in dem anschließend ein zweidimensionales, variationelles Assimilationsverfahren angewandt wird. Es konnte für den Zeitraum Juli � November 2003 jeweils für die wasserlöslichen, die rußhaltigen und die mineralstaubhaltigen Komponenten separat eine Reduktion der mittleren Abweichung und dadurch des RMSE in den Analysefeldern nachgewiesen werden. Außerdem konnte die verbesserte Modellierung von Waldbrand- und Sandsturm-Episoden exemplarisch gezeigt werden.

Item Type: Thesis (PhD thesis)
Translated title:
TitleLanguage
Observation operator for the assimilation of areosol type resolving satellite measurements into a chemical transport modelEnglish
Translated abstract:
AbstractLanguage
Using data assimilation methods, numerical weather prediction accuracy could be improved significantly in the last two decades. On the contrary, chemical weather modelling especially of aerosol particles with chemical transport models is still based mainly on static emission databases which cannot treat episodic emissions satisfactorily. An observation operator for a component wise assimilation of satellite measurements is developed to couple chemical mass concentration modelling with satellite-based measurements. It treats water soluble, water insoluble, soot, sea salt and mineral dust aerosol components separately. A two-dimensional, variational assimilation method is then applied on the basis of component wise aerosol optical depth. Separately, for the water soluble, the soot and the mineral dust aerosol components a bias reduction and therefore a root mean square error reduction is observed in the analysis fields for a test period from July to November 2003. Additionally, examples of an improved analysis field in wildfire and dust outbreak situations could be shown.English
Creators:
CreatorsEmailORCID
Schroedter-Homscheidt, Marionmarion.schroedter-homscheidt@dlr.deUNSPECIFIED
URN: urn:nbn:de:hbz:38-28722
Subjects: Earth sciences
Uncontrolled Keywords:
KeywordsLanguage
Aerosol , Aerosoltyp , Chemie-Transport-Modell , Datenassimilation , variationelle AssimilationGerman
aerosol , aerosol type , chemical transport model , data assimilation , variational assimilationEnglish
Faculty: Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions: Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Institut für Geophysik und Meteorologie
Language: German
Date: 2009
Date of oral exam: 23 April 2009
Referee:
NameAcademic Title
Elbern, H.Priv.-doz. Dr.
Refereed: Yes
URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2872

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