Ein schnelles Strahlungsmodell zur Simulation von solaren Satellitenbildern

In dieser Arbeit wird ein schnelles Strahlungsmodell im sichtbaren
Spektralbereich erstellt. Ausgehend vom von einem meteorologischen
Modell berechneten Zustand der Atmosphäre ergibt dieses
Strahlungsmodell die Strahldichte am oberen Rand der Atmosph äre,
die ein Satellit messen würde, wenn die Atmosphäre tatsächlich so
aussehen würde (synthetisches Satellitenbild). Der Vergleich mit
einem tatsächlichen Satellitenbild gibt Hinweise über mögliche
Fehler des meteorologischen Modells. Mehrere Forschungsrichtungen
werden in dieser Arbeit untersucht. Das Endprogramm (pastat)
basiert weitgehend auf Look-Up Tables. Eine Erweiterung der
Eddington-Approximation bis auf die dritte Ordnung wird verwendet,
um die azimutal gemittelte Strahldichte zu berechnen. Ein Ansatz
mit 16 statistisch bestimmten Parametern bringt die notwendige
azimutale Abhängigkeit. Das Genauigkeitskriterium für das zu
erstellende Strahlungsmodell ist ein relativer Fehler der
Re�ektivität unter 10% oder ein absoluter Fehler unter 0.02. Die
Erfolgsrate von pastat hängt stark vom Sonnenzenitwinkel ab. Der
mittlere relative Fehler von pastat ist eine Gröÿenordnung höher
als der von den meisten vorhandenen schnellen Strahlungsmodellen im
Infraroten. Im Sichtbaren bringt der Mehrfachstreuterm der
Strahlungstransportgleichung nämlich eine erhebliche zusätzliche
Erschwernis im Vergleich zum Infraroten. Jedoch wird das
Erfolgskriterium in fast allen Fällen von pastat eingehalten. Somit
erlaubt dieses Verfahren, Modellfehler auf 10% Genauigkeit zu
detektieren. pastat ist das erste schnelle Strahlungsmodell im
sichtbaren Spektralbereich für wolkige Atmosphären.