Synoptische, diagnostische und numerische Untersuchungen der Intensitätsänderungen von tropischen Wirbelstürmen und Monsuntiefs

The intensity changes of an Australian monsoon depression and typhoons Flo (1990) and Ed (1990) are investigated using operational analyses, diagnostic studies, and numerical model calculations. The analyses are based on gridded data from the Australian Bureau of Meteorology’s (BMRC’s) Tropical Analysis System, the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) data archive, and the 1990 Tropical Cyclone Motion experiment (TCM-90). The TCM-90 analyses are provided by the Japan Meteorological Agency and the National Centers for Environmental Prediction and incorporate typhoon boguses of the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory and the Japan Meteorological Agency. The monsoon depression developed over northwestern Australia in February 1994. After remaining quasi-stationary for several days after its formation in the monsoon trough, the depression drifted slowly southwestwards along the coast of Western Australia and eventually weakened. The evolution is exemplified by time-height cross-sections of various kinematic quantities as well as the apparent source of potential vorticity, which has been taken into account in the PV equation for the first time. A prominent feature of these diagnostic fields is the impact of convective and diabatic processes on the development. The structure of the depression is very similar to those of the few monsoon depressions that have been documented over the Indian subcontinent. The formation of the depression coincided with the passage of an upper-level middle-latitude trough and a low-level anticyclone to the south, but the extent to which the genesis was influenced by these disturbances is unclear. The equation for the mean tangential wind in a storm-following cylindrical coordinate system is applied to investigate the intensity changes of tropical cyclones and monsoon depressions. In this equation, the symmetric, the resolved asymmetric and the subgrid-scale contributions are fully separated. The tangential wind changes can be interpreted in terms of absolute vorticity flux, angular momentum flux, PV flux or the Eliassen-Palm flux-divergence. The corresponding eddy fluxes are compared, and the impact of convection on the intensity changes as well as the interaction between a monsoon depression and upper-level troughs and ridges is investigated. Analyses of observational data for a monsoon depression that formed near the coast of northwestern Australia in February 1994 show that all terms in the tangential wind equation are important, except for the drift term. These important terms include above all the subgrid-scale terms which are presumed to be largely due to processes associated with deep convection. In the lower and middle troposphere, the main terms contributing to the intensification of the monsoon depression are the radial absolute vorticity fluxes (cyclonic inward fluxes of relative and planetary vorticity; or the corresponding terms that include the Eliassen-Palm fluxes, the radial PV-fluxes, or the angular momentum fluxes) and the vertical advection of tangential wind. In the upper troposphere, the cyclonic tangential wind change can be attributed mainly to the relative vorticity fluxes (anticyclonic outward fluxes of relative vorticity), the vertical advection of tangential wind, and the subgrid-scale contributions. The weakening tendency of the upper-level anticyclone associated with these effects and the channelled, widespread outflow are related to the strengthening of the monsoon depression. The inward movement of the eddy PV-flux-maxima in the upper troposphere reflects the approach of PV anomalies associated with passing mid-latitude troughs. We hypothesize that the convection near the monsoon depression is enhanced in front of the approaching PV anomalies by the reduction of static stability and by the vacuum cleaner effect, and that this influences the intensification of the depression. As a check on the robustness of the findings, the results using BMRC analyses are compared with those using ECMWF analyses. Despite the high diurnal variability, the patterns of the daily-mean symmetric, resolved-asymmetric and unresolved-asymmetric contributions agree relatively well, although the figures from the higher resolution ECMWF analyses show more details with more distinct peaks. The intensity changes of typhoons Flo and Ed, which were strongly influenced by deep convection, have been investigated using the Europa- and the Deutschland-Modell of the Deutscher Wetterdienst. The sensitivity of model forecasts to different initial conditions, typhoon boguses, model resolution and physical parameterizations has been examined. The typhoons Flo and Ed developed east of Guam and drifted northwest and westward, respectively. During the observation period, they were embedded in the monsoon trough and were about 1700 km apart. After 15 September 1990, Flo intensified rapidly to supertyphoon strength and recurved towards Japan. Before weakening over the coast of Vietnam, Ed undertook an unusual, southwestward drift. The effects of the large-scale and subgrid-scale asymmetries on the intensity of Typhoon Flo were not significant despite the nearby TUTT-cell and could not explain the intense deepening phase after 15 September. An inward or outward drift of maximal or minimal absolute eddy-vorticity fluxes was not analysed. The predictions of the asymmetry effects give useful hints about the kind and strength of the effects independently of the grid-resolution and the typhoon bogus incorporated in the start analysis. As in the case of the Australian monsoon depression, the vertical advection of momentum and the subgrid-scale effects are not negligible. For the two typhoons, the Europa- and the Deutschland-Modell showed a modest forecast skill for intensity change. The initial data fields, the incorporated boguses, the model resolution, and the physical parameterizations have a significant influence on the intensity forecasts. The boundary values barely affect the intensity prediction. Compared to operational forecast models, the two models have good skill in predicting typhoon tracks. The track prediction is nearly independent of the grid resolution and the cumulus, radiation and diffusion parameterization applied. Variations in track arise primarily from different boundary conditions and initial analyses including the typhoon boguses used. The model resolution, the initial analysis used, and the typhoon bogus incorporated have nearly no influence on the distribution and size of the rain areas. However, the typhoon bogus used and the model resolution strongly affect the amount of core region precipitation. The intensity of the model typhoons is correlated with the precipitation intensity and the strength of convection. Averaged over the entire typhoon area, the differences in the amount of rain for the two model resolutions is small, however.Die Intensitätsänderungen eines australischen Monsuntiefs und der Taifune Flo (1990) und Ed (1990) wurden mit Hilfe von operationellen Analysen, diagnostischen Studien und numerischen Modellrechnungen untersucht. Die Analysen basierten auf Gitterdaten vom tropischen Analysesystem des australischen Wetterbüros (BMRC), vom Datenarchiv des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) und vom Experiment zur Zugbahn tropischer Zyklone von 1990 (TCM-90). Die TCM-90-Analysen wurden vom Japanischen Wetterdienst (JMA) und vom Nationalen Zentrum für Umweltvorhersage (NCEP) erstellt und enthielten Taifunkeimzellen des Geophysikalischen Labors für Fließdynamik (GFDL) und des Japanischen Wetterdienstes. Das Monsuntief entwickelte sich im Februar 1994 über Nordwestaustralien. Nach seiner Entstehung im Monsuntrog verweilte es für mehrere Tage fast stationär über King Sound. Danach zog es langsam südwestwärts entlang der westaustralischen Küste und schwächte sich schließlich über dem Meer ab. Diese Monsuntiefentwicklung wurde an Hand von Zeit-Höhen- Diagrammen verschiedener kinematischer Größen und an Hand der PV-Quelle, die erstmals in der PV-Gleichung berücksichtigt wurde, veranschaulicht. Charakteristisch für diese diagnostischen Felder war der deutlich erkennbare Einfluß der konvektiven und diabatischen Prozesse auf die Monsuntiefentwicklung. Die Strukturen des australischen Monsuntiefs waren sehr ähnlich zu den Strukturen bei indischen Monsuntiefs. Die Entstehung des Monsuntiefs fand zur gleichen Zeit statt wie der Vorbeizug eines Höhentrogs und eines Antizyklons in der unteren Troposphäre südlich des Tiefs. In wie weit die Entstehung durch diese beiden Wetterstörungen beeinflußt wurde, konnte nicht endgültig geklärt werden. Zur Untersuchung der Intensitätsänderungen von tropischen Wirbelstürmen und Monsuntiefs wurde die allgemeine Gleichung der mittleren, tangentialen Windgeschwindigkeit in wirbelfolgenden Zylinderkoordinaten verwendet. In dieser Gleichung lassen sich die symmetrischen, die aufgelöst-asymmetrischen und die unaufgelöst-asymmetrischen (subskaligen) Beiträge vollständig voneinander trennen. Mit ihr können die Tangentialwindänderungen in Abhängigkeit von den Größen Fluß der absoluten Vorticity, Drehimpulsfluß, PV-Fluß oder Eliassen- Palm-Flußdivergenz angegeben werden. Die jeweiligen Eddyflüsse dieser Größen wurden miteinander verglichen. Die Auswirkungen der Konvektion auf die Intensitätsänderungen sowie die Wechselwirkungen eines Monsuntiefs mit Trögen und Rücken der oberen Troposphäre wurden untersucht. Diagnostische Analysen aus Beobachtungsdaten vom australischen Monsuntief zeigten, daß alle Terme der Tangentialwindgleichung mit Ausnahme des Verlagerungsterms für die Intensitätsänderungen von tropischen Wirbelstürmen und Monsuntiefs von Bedeutung waren. Dies schloß insbesondere die subskaligen Terme mit ein, deren Beiträge vornehmlich von Prozessen in Zusammenhang mit hochreichender Konvektion herrührten. In der unteren und mittleren Troposphäre war die zyklonale Intensivierung des Monsuntiefs vor allem auf die Flüsse der absoluten Vorticity (einwärts gerichtete, zyklonale Flüsse der relativen und planetaren Vorticity bzw. den entsprechenden Termen des Eliassen-Palm- Flusses, des radialen PV-Flusses oder des Drehimpulsflusses) und die vertikale Advektion des Tangentialwindes zurückzuführen. In der oberen Troposphäre erfolgte die zyklonale Tangentialwindänderung vorwiegend aufgrund des Flusses der relativen Vorticity (des auswärts gerichteten, antizyklonalen Flusses der relativer Vorticity), der vertikalen Advektion des Tangentialwindes und der subskaligen Effekte. Die entsprechende Tendenz zur Abschwächung des Antizyklons in der oberen Troposphäre und die kanalisierte, weit ausgedehnte Ausflußströmung waren deutliche Anzeichen für die einsetzende Verstärkung des Monsuntiefs. Das Einwärtswandern der Maxima des PV-Flusses durch Eddies in der oberen Troposphäre spiegelte die Annäherung von PV-Anomalien in Zusammenhang mit vorbeiziehenden Höhentrögen wider. Die Konvektion des Monsuntiefs verstärkte sich vor den herannahenden PVAnomalien aufgrund der reduzierten, statischen Stabilität und aufgrund des Staubsaugereffekts. Auch das Monsuntief konnte sich dadurch intensivieren. Zur Überprüfung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse wurden die diagnostischen Felder, berechnet aus den BMRC-Analysen, mit jenen Feldern verglichen, die aus den ECMWFAnalysen bestimmt wurden. Die Strukturen der über einen Tag gemittelten symmetrischen, aufgelöst-asymmetrischen und unaufgelöst-asymmetrischen Beiträge stimmten trotz der hohen täglichen Variationen verhältnismäßig gut überein. Die Abbildungen der ECMWF-Analysen zeigten jedoch aufgrund des geringeren Gitterabstands des Analysemodells mehr Details mit ausgeprägteren Extrema. Die Intensitätsänderungen der Taifune Flo und Ed wurden mit dem Europa- und Deutschlandmodell des Deutschen Wetterdienstes untersucht. Auch diese Taifune wurden stark von hochreichender Konvektion beeinflußt. Die Sensitivität der Modellvorhersagen auf unterschiedliche Anfangsbedingungen, Taifunkeimzellen, Modellauflösungen und physikalische Parameterisierungen wurde überprüft und die großskaligen und subskaligen Asymmetrieeffekte berechnet. Die beiden Taifune Flo und Ed entstanden östlich von Guam und zogen in nordwestliche bzw. westliche Richtung. Während des Beobachtungszeitraums waren sie etwa 1700 km voneinander entfernt in einen Monsuntrog eingebettet. Ab dem 15. September 1990 entwickelte sich Flo sehr schnell zu einem Supertaifun und zog nach dem Abdrehen Richtung Japan. Bevor sich Ed nahe der vietnamesischen Küste abschwächte, vollführte er eine unübliche, südwestliche Zugbewegung. Die Auswirkungen der großskaligen und subskaligen Asymmetrien auf die Intensität des Taifuns Flo waren trotz der benachbarten TUTT-Zelle nicht groß und konnten die starke Eintiefungsphase ab dem 15. September nicht erklären. Auch wurde kein Einwärts- oder Auswärtswandern von maximalen oder minimalen Flüssen der absoluten Vorticity durch Eddies analysiert. Die Vorhersagen der Asymmetrieeffekte gaben unabhängig von der Gitterauflösung und der in der Startanalyse verwendeten Taifunkeimzelle verwertbare Hinweise über die Art und Stärke dieser Asymmetrieeffekte. Wie beim australischen Monsuntief waren die subskaligen Effekte und die vertikale Advektion von Impuls nicht vernachlässigbar. Das Europa- und das Deutschlandmodell zeigten für beide Taifune ein mäßiges Vorhersagevermögen in Bezug auf Intensitätsänderungen. Die Ausgangsdatenfelder, die eingepflanzten Keimzellen, die Modellauflösung und die physikalischen Parameterisierungen hatten einen signifikanten Einfluß auf die Intensitätsvorhersagen. Die Randwerte wirkten sich hingegen kaum auf die Intensitätsprognosen aus. Verglichen mit operationellen Vorhersagemodellen besaßen die beiden Modelle ein gutes Vorhersagevermögen für Zugbahnen. Die Zugbahnvorhersagen waren nahezu unabhängig von der Gitterauflösung und der verwendeten Cumulus-, Strahlungs- und Diffusionsparameterisierung. Abweichungen in der Zugbahn entstanden vor allem durch unterschiedliche Randbedingungen und Ausgangsanalysen, einschließlich der verwendeten Taifunkeimzellen. Die Modellauflösung, die verwendete Ausgangsanalyse und die eingepflanzte Keimzelle hatten kaum einen Einfluß auf die Verteilung und Größe der Regengebiete. Die verwendete Keimzelle und die Modellauflösung wirkten sich hingegen merklich auf die kernnahen Niederschlagsmengen aus. Die Intensität der Modelltaifune war mit der Stärke der kernnahen Niederschläge und der Stärke der Konvektion korreliert. Über das gesamte Taifungebiet gemittelt waren die Unterschiede in der Regenmenge bei unterschiedlicher Modellauflösung hingegen gering

Industrieforschung und Forschungspolitik: Staatliche Steuerungspotentiale in der Informationstechnik

Ist der Staat in der Lage, Forschung und Entwicklung in der Industrie gezielt zu beeinflussen? Kann er die technologische Wettbewerbsfähigkeit der Industrie oder die Genese technischer Risiken steuern? In der vorliegenden empirischen Untersuchung wird am Beispiel der Informationstechnik versucht, die Steuerbarkeit industrieller FuE-Aktivitäten und die Steuerungsfähigkeit staatlicher Forschungs- und Technologiepolitik systematisch zu ermitteln. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, daß das staatliche Stuerungspotential im Bereich der Informationstechnik erheblich abgenommen hat.Tabellen und Abbildungen Abkürzungen Kapitel 1 Einleitung: Steuerungstheoretischer Rahmen Edgar Grande und Jürgen Häusler 1 Industrieforschung als Objekt staatlicher Steuerung 2 "Ökonomisierung" oder "Politisierung"? - Politikwissenschaftliche Hypothesen zur Rolle des Staates in der Forschungs- und Technologiepolitik 3 Steuerungstheoretischer Rahmen: Staatliche Steuerungspotentiale in der Forschungs- und Technologiepolitik 3.1 Funktionale Differenzierung und gesellschaftliche Modernisierung 3.2 Funktionale Differenzierung und staatliche Souveränität 3.3 Staatliche Steuerbarkeit gesellschaftlicher Teilsysteme 3.4 Funktionale Differenzierung und organisatorische Ambivalenz 3.5 Intersystemische und interorganisatorische Beziehungen 3.6 Staatliche Steuerungspotentiale 4 Anlage der Untersuchung Kapitel 2 Problemfeld Informationstechnik: Technologische Entwicklungen, Wettbewerbsbedingungen und industrielle Steuerungserwartungen Edgar Grande 1 Einleitung 2 Technologische Entwicklungen und industrielle Wettbewerbsfähigkeit 2.1 Mikroelektronik 2.2 Datenverarbeitung 2.3 Telekommunikation 3 Steuerungserwartungen der informationstechnischen Industrie Kapitel 3 Staatliche Steuerungsfähigkeit: Akteure und Aktivitäten in der Informationstechnik Edgar Grande Strukturbedingungen staatlichen Handelns in der Informationstechnik-Politik 1.1 Institutionelle Fragmentierung 1.2 Pluralität der Instrumente und Politikfelder 2 Nationale Aktivitäten 2.1 Staatliche Akteure und administrative Organisation in der nationalen Informationstechnik-Politik 2.2 Die Forschungsförderung des Bundes 2.2.1 Datenverarbeitung 2.2.2 Mikroelektronik 2.2.3 Kommunikationstechnik 2.2.4 Industrielle Automatisierung 2.3 Staatliche Investitionen und öffentliche Beschaffungspolitik 2.3.1 Binnenkomplexität als Problem: Die öffentliche Verwaltung 2.3.2 Autonomie als Problem: Die Deutsche Bundespost 2.4 Steuerungsdefizite nationaler Informationstechnik-Politik 3 Europäische Aktivitäten 3.1 Forschungsförderung durch die Europäische Gemeinschaft 3.1.1 Rechtsgrundlagen, Entwicklung und Förderprinzipien 3.1.2 Das ESPRIT-Programm Programmgenese Ziele und Schwerpunkte Kooperationsanreize und -grenzen Programmverwaltung Verteilung der Fördermittel Deutsche Beteiligung 3.1.3 Das RACE-Programm Programmgenese Ziele und Schwerpunkte Programmverwaltung Verteilung der Fördermittel Deutsche Beteiligung 3.2 Die EUREKA-Initiative 3.2.I Entstehung, Organisation und Organisationsprinzipien 3.2.2 EUREKA und die nationale Förderpolitik 3.2.3 Die Praxis von EUREKA: Das Beispiel JESSI Die komplexe Programmstruktur Die komplexe Organisationsstruktur Die komplizierte Konfliktstruktur Die Konsequenz: Das suboptimale Ergebnis Kapitel 4 Administrative Interessenvermittlung: Interorganisatorische Beziehungen zwischen Staat und Industrie in der Informationstechnik-Politik Edgar Grande 1 Einleitung 2 Die Organisation industrieller Interessen in der Informationstechnik-Politik 3 Institutionelle Formen administrativer Interessenvermittlung 4 Struktureller Pluralismus: Das System administrativer Interessenvermittlung in der Informationstechnik-Politik Kapitel 5 Industrielle Steuerbarkeit: Organisation und Eigendynamiken industrieller Forschung in der Informationstechnik Jürgen Häusler 1 Einleitung 2 Funktionen und Strukturprobleme von Forschung in Unternehmen 2.1 Die Multifunktionalität der Industrieforschung 2.2 Ambivalente Leistungserwartungen und hohe Entscheidungsunsicherheit 2.3 Organisations- und Allokationsprobleme 3 Industrielle Aktivitäten: Das Forschungspotential der informationstechnischen Industrie in der Bundesrepublik 4 Forschungsmanagement und FuE-Organisation im Unternehmen 4.1 Organisationsstrukturen 4.2 Finanzierungsmodi 4.3 Entscheidungsprozesse 4.4 Die Differenzierung des unternehmensinternen Forschungssystems - Eine Zwischenbilanz 4.5 Interne Steuerungsprobleme und externe Steuerungschancen 5 FuE-Kooperationen zwischen Unternehmen 5.1 Zwischenbetriebliche FuE-Kooperationen in der Informationstechnik - Eine empirische Bestandsaufnahme 5.2 Nutzen und Grenzen industrieller FuE-Kooperationen 5.3 Das Management von FuE-Kooperationen 5.4 Industrielle FuE-Kooperation und staatliche Intervention 6 Die Internationalisierung industrieller FuE-Aktivitäten 6.1 Strukturen und Motive 6.2 Die Internationalisierung der FuE durch die bundesdeutsche Industrie 6.3 Die internationalen FuE-Aktivitäten bundesdeutscher Informationstechnik-Unternehmen 6.4 Die FuE-Aktivitäten ausländischer Informationstechnik- Unternehmen in der Bundesrepublik 6.5 Probleme und Grenzen der Internationalisierung von FuE 6.6 Internationalisierung der FuE-Aktivitäten und staatliche Steuerung Kapitel 6 Schluß: Staatliche Steuerungspotentiale in der Informationstechnik-Politik Edgar Grande 1 Einleitung 2 Kontingenzen industrieller Steuerbarkeit 3 Politisch-institutionelle Grenzen staatlicher Steuerungsfähigkeit 4 Die Erosion des staatlichen Steuerungspotentials in der Informationstechnik-Politik 4.1 Die neue Architektur des Staates 4.2 Die neue Organisation der Ökonomie 4.3 Die neue Unverbindlichkeit: Form- und Funktionswandel interorganisatorischer Beziehungen zwischen Staat und Industrie Literatu

Zur Gegenwart der Fabrik der Zukunft: Forschungsaktivitäten im bundesdeutschen Maschinenbau

Gegenstand der folgenden Untersuchung sind die Forschungs- und Entwicklungs-(FuE-)Aktivitäten der Unternehmen in der bundesdeutschen Maschinenbauindustrie. Im Mittelpunkt der Analyse stehen strategische Orientierungen dieser Aktivitäten, ihre organisatorische Ausgestaltung in den Unternehmen und die Bedeutung der Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen bzw. wissenschaftlichen Einrichtungen. Die These wird vertreten, daß gegenwärtig grundlegende technologische Veränderungen die etablierten FuE-Strukturen in Maschinenbauunternehmen einem zunehmenden Anpassungsdruck aussetzen.The following study is concerned with research and development (R & D) activities in the West German machine-building industry. R & D strategies, the organization of R & D within companies and the relevance of cooperation with other companies or scientific institutions are analyzed. It is argued that fundamental technological change puts increasing pressure on machine-building companies to adapt and restructure traditionally established R&D activities.1. Einleitung 2. Interne FuE-Organisation: Inkrementelle Innovationsstrategie 3. Heterogene Branchenstruktur: Vertikale Koordination 4. Ökonomische Konkurrenzposition: Gefährdete Spitze 5. Technologische Herausforderungen: Technologischer Paradigmenwechsel 6. Reorganisation der FuE-Struktur: Autonomisierung, Diversifikation und Integration 7. Intraindustrielle Zusammenarbeit: Neue Kooperationsformen 8. "Fabrik der Zukunft": Staatliche Steuerungsleistungen? Literatu

Systems of Provision & Industrial Ecology: neue Perspektiven für die Forschung zu nachhaltigem Konsum

Inhaltsverzeichnis: Ines Weller: Einführung und Überblick (5-8); Karl-Werner Brand: "Systems of Provision" und nachhaltiger Konsum - Erklärungskraft eines systemischen Ansatzes. Diskutiert am Beispiel des Ernährungssystems (9-40); Guido Becke: Arbeit und soziale Nachhaltigkeit - eine vergessene Perspektive im Konzept 'Systems of Provision' (41-72); Stefan Gößling-Reisemann, Arnim von Gleich: Verbindungen zwischen Industrial Ecology und Systems of Provision (73-90); Ines Weller: Industrial Ecology und die Forschung zu nachhaltigem Konsum: neue Forschungsperspektiven zur Bedeutung und Bestimmung der Umweltwirkungen von Konsum- und Produktionsmustern (91-108); Carsten Gandenberger, Heiko Garrelts: Möglichkeiten und Grenzen transnationaler Zertifizierungsorganisationen für eine nachhaltige Entwicklung agrar- und forstwirtschaftlicher Versorgungssysteme (109-134); Hans Dieter Hellige: Die informationstechnische Wachstumsspirale: Genese, skalenökonomische Mengeneffekte und die Chancen für einen nachhaltigen IT-Konsum (135-195)

Modellbasierte Robotersteuerung zur gartenbaulichen Pflanzenproduktion auf der Grundlage bildanalytischer Verfahren am Beispiel von Gerbera jamesonii

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Anwendung von Trajektorien zur ENVISAT-Validierung und zur Untersuchung der Luftmassenherkunft in der Stratosphäre

Trajektorien beschreiben die von Luftpaketen zurückgelegten Wege. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation bilden sie die Grundlage für die Überprüfung – oder Validierung – von Messgeräten auf dem europäischen Umweltsatelliten ENVISAT (ENVIronmental SATellite). Mit Hilfe von Trajektorien wurden hier Luftmassen identifiziert, für die sowohl von einem ENVISAT-Instrument (SCIAMACHY bzw. MIPAS-E) als auch von einem ballongebundenen Referenzmessgerät (LPMA/DOAS bzw. BONBON) Spurengasprofile bestimmt wurden. Die Berechnung der Trajektorien erfolgte mit einem Modell, das an der Freien Universität Berlin (FUB) entwickelt wurde. Bei diesem hybriden Modell wird die Trajektorienposition aus einer kinematischen Lösung, die aus den horizontalen Windfeldern abgeleitet wird, und aus einer dynamischen Lösung, die auf der Analyse des Montgomery-Potentials beruht, bestimmt. Anhand von Sensitivitätsstudien für verschiedene Modellparameter (horizontale und vertikale Auflösung sowie Vertikaltransport) wurde die Güte der berechneten Trajektorien untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Unterschiede in der Trajektorienposition, die sich im Vergleich zu anderen Trajektorienmodellen ergeben, in derselben Größenordnung liegen wie die Differenzen, die sich bei einer Kombination aller untersuchten Parameter des FUB-Modelles ermitteln lassen. Mit Hilfe von Fallstudien konnte nachgewiesen werden, dass die trajektorienbasierte Methode zur Ermittlung von Koinzidenzen bzw. Matches zwischen dem Satelliten- und dem Balloninstrument die Validierungsergebnisse nicht wesentlich beeinflusst. Für einzelne SCIAMACHY-Limb-Koinzidenzen mit LPMA/DOAS-Messungen konnte für O3 und NO2 festgestellt werden, dass die Art des verwendeten Trajektorienmodelles i. Allg. keine Auswirkungen auf die ermittelten Satelliten-Matches hat. Darüberhinaus ist im betrachteten zeitlichen Abstand zwischen Ballon- und Satellitenmessung von maximal einem Tag die photochemische Modellierung für NO2 robust gegenüber Änderungen in den zugrundeliegenden Trajektorien. Auf der Basis von bis zu 5-Tages-Trajektorien wurden außerdem MIPAS-E-Profile der langlebigen Spurengase CH4 und N2O anhand von BONBON-Messungen validiert. Auch für diese Anwendung konnte gezeigt werden, dass der methodisch bedingte Fehler i. Allg. deutlich unterhalb des kombinierten Fehlers aus beiden Messgeräten liegt. In einer abschließenden Untersuchung wurde anhand von Langzeittrajektorien die Luftmassenherkunft im Winter 2002/03 bestimmt. Die hohe vertikale Auflösung bei der Initialisierung der Trajektorien ermöglichte es, die komplexe vertikale Struktur des Luftmassenursprunges für die u.a. Anfang März 2003 innerhalb des Polarwirbels gemessenen Spurengaskonzentrationen abzubilden. Diese Messungen zeigen um ca. 25 km eine Höhenschicht mit einem hohen Anteil von Luftmassen mesosphärischen Ursprunges. Als Ursache dafür konnten die frühe Ausbildung eines kalten, kräftigen Polarwirbels zu Beginn des Winters und das verstärkte, aber trotzdem relativ ungestörte Absinken dieser Schicht aufgrund von Stratosphärenerwärmungen identifiziert werden.thesi