Lehr- und Lernformen Arbeitsaufwand Formen aktiver Teilnahme. Präsenzstudium ( SWS ) Vorlesung Lösung von Übung 2

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1 Modul: Strahlung und Fernerkundung / Atmospheric Radiation and Remote Sensing Qualifikationsziele: Vermittlung der Grundlagen der atmosphärischen Strahlung und Fernerkundung. Nach erfolgreicher Absolvierung des Moduls sollen die Studierenden mit den Strahlungsprozessen in der Atmosphäre vertraut sein und die Fähigkeit besitzen, grundlegende Strahlungsgrößen berechnen zu können. Inhalte: Schwarzkörperstrahlung, Plancksches Strahlungsgesetz, solare und terrestrische Strahlung, Absorption atmosphärischer Gase, Rayleigh- und Mie-Streuung, Strahlungsbilanz des Systems Erde-Atmosphäre, Fernerkundung atmosphärischer Größen (Moleküle, Aerosole, Wolken, Niederschlag). Lehr- und Lernformen Arbeitsaufwand Formen aktiver Teilnahme Präsenzstudium ( SWS ) Selbststudium ( Stunden ) Vorlesung Lösung von Übung 2 Übungsaufgaben; wöchentlich vergebene Aufgabenblätter, die in der Regel als Hausaufgabe innerhalb einer Woche zu lösen sind Veranstaltungssprache: deutsch /englisch Arbeitszeitaufwand (h) insgesamt: 210 Dauer des Moduls: 1 Semester Häufigkeit des Angebots: einmal im Studienjahr

2 Atmospheric Radiation and Remote Sensing SS Introduction Exercise Fällt aus!!! Thermal Emission I Sun and climate Exercise Atmospheric Emission Exercise Atmospheric Transmission Atmospheric Transmission Exercise Scattering and Absorption by Particles

3 Atmospheric Radiation and Remote Sensing SS Radiative Transfer Equation Exercise Radiative Transfer with Multiple Scattering Exercise Reflection and Refraction Exercise Radiative Properties of Natural Surfaces Exercise Remote Sensing meteorology I Exercise Remote Sensing meteorology II Exercise

4 Atmospheric Radiation and Remote Sensing SS 2009 Lectures: Monday, 20. April 13. July 13:15 14:45 Exercises: Thursday, 23. April 16. July 10:30 12:00 ( 8 (max. Home tests: weekly Class exercise: 6. or 9. July (TBD)

5 Globale Strahlungsbilanz

6 Radiation Budget

7 Radiation Budget Atmospheric loss ~ -100 Wm -2 Largely balanced by latent heating precipitation ~ + 90 Wm-2 Atmospheric loss is thus a measure of global hydrological cycle Factors that affect atmospheric loss will affect the global hydrological cycle ( profiles - water vapor & clouds (vertical

8 Temperature Profiles Manable und Strickler, 1964

9 Planck-Funktion Sonne und Erde Abb. aus Goody und Young, 1995

10 A Paleoclimatic Perspective Paleoclimate information supports the interpretation that the warmth of the last half century is unusual in at least the previous 1300 years. The last time the polar regions were significantly warmer than present for an extended period (about 125,000 years ago), reductions in polar ice volume led to 4 to 6 metres of sea level rise. IPCC WG1, 2007

11 Human and Natural Drivers of Climate Change CO 2, CH 4 and N 2 O Concentrations - far exceed pre-industrial values - increased markedly since 1750 due to human activities Relatively little variation before the industrial era IPCC WG1, 2007

12 CO 2 CH 4 The atmospheric concentration of CO 2 and CH 4 in 2005 exceeds by far the natural range of the last 650,000 years IPCC WG1, 2007

13 Volcanic aerosols Eruptions are episodic and aerosol effects transitory (1-2 years) IPCC WG1, 2007

14 Global-average radiative forcing estimates and ranges IPCC WG1, 2007

15 Human and natural drivers of climate change Annual fossil CO 2 emissions increased from an average of 6.4 GtC per year in the 1990s, to 7.2 GtC per year in CO 2 radiative forcing increased by 20% from 1995 to 2005, the largest in any decade in at least the last 200 years Changes in solar irradiance since 1750 are estimated to have caused a radiative forcing of [+0.06 to +0.30] Wm -2 IPCC WG1, 2007

16 Human and Natural Drivers of Climate Change The understanding of anthropogenic warming and cooling influences on climate has improved since the Third Assessment Report (TAR), leading to very high confidence that the globally averaged net effect of human activities since 1750 has been one of warming, with a radiative forcing of +1.6 [+0.6 to +2.4] W m -2. IPCC WG1, 2007

17 Literature - Liou: An introduction to atmospheric radiation - Goody and Yung: Atmospheric radiation - Stephens: Introduction to Remote sensing - Taylor and Stamnes: Radiative Transfer in the atmosphere and oceans - Petty: A first course in Atmospheric Radiation - Bohren and Clothiaux: Fundamentals of Atmospheric Radiation

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