Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen: Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen

Ein Weg zur Abschätzung von Schwebstaubkonzentrationen aus Sichtweitenbeobachtungen in einer belasteten Atmosphäre auf der Basis der Sichtweitentheorie nach Koschmieder, 1925 unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit wird beschrieben.An approach for the estimation of concentrations of particulate matter in a polluted atmosphere has been described basing on the view range by the Koschmieder formula under consideration of the relative humidity

Spektraler Extinktionsgang und Größenverteilung des Pinatubo-Aerosols

Spektralradiometermessungen (spektrale optische Dicke und Himmelshelligkeitsfunktion) unter Hochgebirgsbedingungen (Zugspitze, 2965 m) wurden zur Bestimmung der klirnarelevanten Aerosolparameter des stratosphärischen Vulkanaerosols (speziell des Pinatubo) verwendet. Die erhaltenen klirnarelevanten Aerosolparameter aus den Meßkampagnen werden mit Angaben der Aerosolklimatologien verglichen und zur Abschätzung des kurzwelligen Strahlungsforcings durch das Pinatubo-Aerosol verwendet.Spectral radiometer measurements (spectral optical thickness and sky brightness function) under high mountain conditions (Zugspitze, 2965 m) have been used for the determination of climate-relevant aerosol parameters of the stratospheric volcanic aerosol (columnar size distribution, refractive index, phase function and asymmetry parameter - especially of the aerosol of the Pinatubo volcano eruption in 1991). The climate-relevant aerosol parameters of the measurement campaigns and their temporal change have been compared with data of the aerosol climatologies and have been used for the estimation of the short wave radiative forcing of the Pinatubo event

Erfassung des atmosphärischen Trübungszustands und seiner zeitlichen Veränderung infolge von Emissionsabnahmen auf Grund sich vollziehender Strukturveränderungen in Mitteldeutschland

In the SANA project (Scientific Attandance Program for the Rehabilitation of the Atmospheric Environment in the German New Federal Lands) different kinds of turbidity measurements are used to characterize the change of the turbidity state of the atmospheric boundary layer produced by atmospheric aerosols within the time span between 1990 and 1995. For this characterization the following turbidity measurements are used: 1.) continuous measurements of the humidity corrected aerosol extinction coefficient obtained with a He-Ne-Lasertransmission path (length: 810 m, wavelength: 0.633 μm) within the urban boundary layer ofLeipzig, 2.) direct measurements ofthe particilate matter (PM10) concentration, 3.) combined measurements of spectral aerosol optical thickness (within the spectral range of0.35 - 1.1 μm) and sky brightness in the solar almucantar plane for cloud free situations, 4.) integrated radiation flux density measurement (Globalradiation). In all measurements a decrease of the atmospheric aerosol turbidity could be stated in the time span of 1990/91 to 1995: for the extinction coefficient and the particulate matter within the boundary layer of approximately 60 %, the turbidity coefficient derived from the spectral aerosol optical thickness ( corrected for the influence of the stratospheric volcanic aerosol by the Pinatobo) give a reduction of 57 %. The combined measurements of spectral aerosol optical thickness and the sky brightness are used for the determination of the main climate-relevant aerosol parameters: aerosol phase function, asymmetry parameter, columnar aerosol size distribution and apparent columnar refractive index. The largest change in the columnar aerosol size distribution could be stated in the size range of 0.2 - 0.8 μm (radius), also a reduction of approximately 60 %. Together with the measurements of the downwelling flux density an estimation of the aerosol absorption in kind of the imaginary part of the refractive index is made. The imaginary part is reduced in the same way: 1991: k = 0.021, 1994 and 1995 k = 0.008. A first estimation of the anthropogenic shortwave radiative forcing produced by the old East German air pollution of the on the basis of these data gives a change in the shortwave radiative balance of approximately -8 W/m2.Im Rahmen des SANA Projekts (Wissenschaftliches Begleitprogramm zur Sanierung der Atmosphärenumwelt) wurden verschiedene Trübungsmessungen verwendet, um die Veränderungen im Trübungszustand in der atmosphärischen Grundschicht, hervorgerufen durch Aerosole, im Zeitraum von 1990 bis 1995 charakterisieren zu können. Dazu wurden folgende Trübungsmessungen verwendet: 1.) kontinuierliche Messungen des feuchtekorrigierten Aerosolextinktionskoeffi.zienten mit Hilfe einer Laser- Transmissionsstrecke (Länge 810 m, He-Ne-Laser Wellenlänge: 0.633 μm) in der urbanen Grundschicht von Leipzig, 2.) direkte Messungen der Schwebstaubkonzentration, 3.) kombinierte Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols (im Spektralbereich von 0.35 - 1.1 μm) und Himmelshelligkeitsfunktion im Almukantar unter wolkenfreien Bedingungen, 4.) integrale Strahlungsflußdichtemessungen (Globalstrahlung). In allen Messungen konnte im Zeitraum 1990/91 bis 1995 eine Abnahme der Aerosoltrübung festgestellt werden: Für den Extinktionskoeffi.zienten und die Schwebstaubkonzentration in der urbanen Grundschicht ungefähr 60 %, für den aus den spektralen optischen Dicken des Aerosols abgeleiteten Trübungskoeffizienten (korrigiert um den Beitrag des stratosphärischen Vulkanaerosols des Pinatubo) 57 %. Die kombinierten Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols und der Himmelshelligkeitsfunktion dienten der Bestimmung der wesentlichen klimarelevanten Aerosolparameter: Aerosolphasenfunktion, Asymmetrieparameter, columnarer Aerosolgrößenverteilung und columnarer Brechungsindex des Aerosols. Die größte Änderung in der columnaren Aerosolgrößenverteilung ist im Radienbereich 0.2 - 0.8 μm festgestellt worden, ebenfalls eine Reduktion von ungefährt 60 %. Zusammen mit den Messungen der abwärtsgerichteten Strahlungsflußdichte wurde eine Abschätzung der Aerosolabsorption in Form des Imaginärteils des Brechungindex vorgenommen. Der Imaginärteil verringert sich in gleicher Weise: 1991: k = 0. 021, 1994 und 1995: k = 0. 008. Auf der Grundlage dieser Daten konnte der anthropogene Anteils des kurzwelligen Strahlungsforcings, das durch die Luftverunreinigung unter den alten Ostdeutschen Bedingungen hervorgerufen wird, mit ungefähr -8 W/m2 Änderung in der kurzwelligen Strahlungsbilanz abgeschätzt werden

Desert Dust Air Mass Mapping in the Western Sahara, using Particle Properties Derived from Space-based Multi-angle Imaging

Coincident observations made over the Moroccan desert during the SAhara Mineral dUst experiMent (SAMUM) 2006 field campaign are used both to validate aerosol amount and type retrieved from Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) observations, and to place the sub-orbital aerosol measurements into the satellite's larger regional context. On three moderately dusty days for which coincident observations were made, MISR mid-visible aerosol optical thickness (AOT) agrees with field measurements point-by-point to within 0.05 to 0.1. This is about as well as can be expected given spatial sampling differences; the space-based observations capture AOT trends and variability over an extended region. The field data also validate MISR's ability to distinguish and to map aerosol air masses, from the combination of retrieved constraints on particle size, shape, and single-scattering albedo. For the three study days, the satellite observations (a) highlight regional gradients in the mix of dust and background spherical particles, (b) identify a dust plume most likely part of a density flow, and (c) show an air mass containing a higher proportion of small, spherical particles than the surroundings, that appears to be aerosol pollution transported from several thousand kilometers away

Desert dust aerosol air mass mapping in the western Sahara, using particle properties derived from space-based multi-angle imaging

Coincident observations made over the Moroccan desert during the Sahara mineral dust experiment (SAMUM) 2006 field campaign are used both to validate aerosol amount and type retrieved from multi-angle imaging spectroradiometer (MISR) observations, and to place the suborbital aerosol measurements into the satellite’s larger regional context. On three moderately dusty days during which coincident observations were made, MISR mid-visible aerosol optical thickness (AOT) agrees with field measurements point-by-point to within 0.05–0.1. This is about as well as can be expected given spatial sampling differences; the space-based observations capture AOT trends and variability over an extended region. The field data also validate MISR’s ability to distinguish and to map aerosol air masses, from the combination of retrieved constraints on particle size, shape and single-scattering albedo. For the three study days, the satellite observations (1) highlight regional gradients in the mix of dust and background spherical particles, (2) identify a dust plume most likely part of a density flow and (3) show an aerosol air mass containing a higher proportion of small, spherical particles than the surroundings, that appears to be aerosol pollution transported from several thousand kilometres away

Evaluation of seven European aerosol optical depth retrieval algorithms for climate analysis

Satellite data are increasingly used to provide observation-based estimates of the effects of aerosols on climate. The Aerosol-cci project, part of the European Space Agency's Climate Change Initiative (CCI), was designed to provide essential climate variables for aerosols from satellite data. Eight algorithms, developed for the retrieval of aerosol properties using data from AATSR (4), MERIS (3) and POLDER, were evaluated to determine their suitability for climate studies. The primary result from each of these algorithms is the aerosol optical depth (AOD) at several wavelengths, together with the Ångström exponent (AE) which describes the spectral variation of the AOD for a given wavelength pair. Other aerosol parameters which are possibly retrieved from satellite observations are not considered in this paper. The AOD and AE (AE only for Level 2) were evaluated against independent collocated observations from the ground-based AERONET sun photometer network and against “reference” satellite data provided by MODIS and MISR. Tools used for the evaluation were developed for daily products as produced by the retrieval with a spatial resolution of 10 × 10 km2 (Level 2) and daily or monthly aggregates (Level 3). These tools include statistics for L2 and L3 products compared with AERONET, as well as scoring based on spatial and temporal correlations. In this paper we describe their use in a round robin (RR) evaluation of four months of data, one month for each season in 2008. The amount of data was restricted to only four months because of the large effort made to improve the algorithms, and to evaluate the improvement and current status, before larger data sets will be processed. Evaluation criteria are discussed. Results presented show the current status of the European aerosol algorithms in comparison to both AERONET and MODIS and MISR data. The comparison leads to a preliminary conclusion that the scores are similar, including those for the references, but the coverage of AATSR needs to be enhanced and further improvements are possible for most algorithms. None of the algorithms, including the references, outperforms all others everywhere. AATSR data can be used for the retrieval of AOD and AE over land and ocean. PARASOL and one of the MERIS algorithms have been evaluated over ocean only and both algorithms provide good results

Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen: Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen

Ein Weg zur Abschätzung von Schwebstaubkonzentrationen aus Sichtweitenbeobachtungen in einer belasteten Atmosphäre auf der Basis der Sichtweitentheorie nach Koschmieder, 1925 unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit wird beschrieben.An approach for the estimation of concentrations of particulate matter in a polluted atmosphere has been described basing on the view range by the Koschmieder formula under consideration of the relative humidity

Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen: Zur Grobabschätzung von Schwebstaubkonzentrationen ausSichtweitenbeobachtungen

Ein Weg zur Abschätzung von Schwebstaubkonzentrationen aus Sichtweitenbeobachtungen in einer belasteten Atmosphäre auf der Basis der Sichtweitentheorie nach Koschmieder, 1925 unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit wird beschrieben.An approach for the estimation of concentrations of particulate matter in a polluted atmosphere has been described basing on the view range by the Koschmieder formula under consideration of the relative humidity

Spektraler Extinktionsgang und Größenverteilung des Pinatubo-Aerosols

Spektralradiometermessungen (spektrale optische Dicke und Himmelshelligkeitsfunktion) unter Hochgebirgsbedingungen (Zugspitze, 2965 m) wurden zur Bestimmung der klirnarelevanten Aerosolparameter des stratosphärischen Vulkanaerosols (speziell des Pinatubo) verwendet. Die erhaltenen klirnarelevanten Aerosolparameter aus den Meßkampagnen werden mit Angaben der Aerosolklimatologien verglichen und zur Abschätzung des kurzwelligen Strahlungsforcings durch das Pinatubo-Aerosol verwendet.Spectral radiometer measurements (spectral optical thickness and sky brightness function) under high mountain conditions (Zugspitze, 2965 m) have been used for the determination of climate-relevant aerosol parameters of the stratospheric volcanic aerosol (columnar size distribution, refractive index, phase function and asymmetry parameter - especially of the aerosol of the Pinatubo volcano eruption in 1991). The climate-relevant aerosol parameters of the measurement campaigns and their temporal change have been compared with data of the aerosol climatologies and have been used for the estimation of the short wave radiative forcing of the Pinatubo event

Erfassung des atmosphärischen Trübungszustands und seiner zeitlichen Veränderung infolge von Emissionsabnahmen auf Grund sich vollziehender Strukturveränderungen in Mitteldeutschland

In the SANA project (Scientific Attandance Program for the Rehabilitation of the Atmospheric Environment in the German New Federal Lands) different kinds of turbidity measurements are used to characterize the change of the turbidity state of the atmospheric boundary layer produced by atmospheric aerosols within the time span between 1990 and 1995. For this characterization the following turbidity measurements are used: 1.) continuous measurements of the humidity corrected aerosol extinction coefficient obtained with a He-Ne-Lasertransmission path (length: 810 m, wavelength: 0.633 μm) within the urban boundary layer ofLeipzig, 2.) direct measurements ofthe particilate matter (PM10) concentration, 3.) combined measurements of spectral aerosol optical thickness (within the spectral range of0.35 - 1.1 μm) and sky brightness in the solar almucantar plane for cloud free situations, 4.) integrated radiation flux density measurement (Globalradiation). In all measurements a decrease of the atmospheric aerosol turbidity could be stated in the time span of 1990/91 to 1995: for the extinction coefficient and the particulate matter within the boundary layer of approximately 60 %, the turbidity coefficient derived from the spectral aerosol optical thickness ( corrected for the influence of the stratospheric volcanic aerosol by the Pinatobo) give a reduction of 57 %. The combined measurements of spectral aerosol optical thickness and the sky brightness are used for the determination of the main climate-relevant aerosol parameters: aerosol phase function, asymmetry parameter, columnar aerosol size distribution and apparent columnar refractive index. The largest change in the columnar aerosol size distribution could be stated in the size range of 0.2 - 0.8 μm (radius), also a reduction of approximately 60 %. Together with the measurements of the downwelling flux density an estimation of the aerosol absorption in kind of the imaginary part of the refractive index is made. The imaginary part is reduced in the same way: 1991: k = 0.021, 1994 and 1995 k = 0.008. A first estimation of the anthropogenic shortwave radiative forcing produced by the old East German air pollution of the on the basis of these data gives a change in the shortwave radiative balance of approximately -8 W/m2.Im Rahmen des SANA Projekts (Wissenschaftliches Begleitprogramm zur Sanierung der Atmosphärenumwelt) wurden verschiedene Trübungsmessungen verwendet, um die Veränderungen im Trübungszustand in der atmosphärischen Grundschicht, hervorgerufen durch Aerosole, im Zeitraum von 1990 bis 1995 charakterisieren zu können. Dazu wurden folgende Trübungsmessungen verwendet: 1.) kontinuierliche Messungen des feuchtekorrigierten Aerosolextinktionskoeffi.zienten mit Hilfe einer Laser- Transmissionsstrecke (Länge 810 m, He-Ne-Laser Wellenlänge: 0.633 μm) in der urbanen Grundschicht von Leipzig, 2.) direkte Messungen der Schwebstaubkonzentration, 3.) kombinierte Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols (im Spektralbereich von 0.35 - 1.1 μm) und Himmelshelligkeitsfunktion im Almukantar unter wolkenfreien Bedingungen, 4.) integrale Strahlungsflußdichtemessungen (Globalstrahlung). In allen Messungen konnte im Zeitraum 1990/91 bis 1995 eine Abnahme der Aerosoltrübung festgestellt werden: Für den Extinktionskoeffi.zienten und die Schwebstaubkonzentration in der urbanen Grundschicht ungefähr 60 %, für den aus den spektralen optischen Dicken des Aerosols abgeleiteten Trübungskoeffizienten (korrigiert um den Beitrag des stratosphärischen Vulkanaerosols des Pinatubo) 57 %. Die kombinierten Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols und der Himmelshelligkeitsfunktion dienten der Bestimmung der wesentlichen klimarelevanten Aerosolparameter: Aerosolphasenfunktion, Asymmetrieparameter, columnarer Aerosolgrößenverteilung und columnarer Brechungsindex des Aerosols. Die größte Änderung in der columnaren Aerosolgrößenverteilung ist im Radienbereich 0.2 - 0.8 μm festgestellt worden, ebenfalls eine Reduktion von ungefährt 60 %. Zusammen mit den Messungen der abwärtsgerichteten Strahlungsflußdichte wurde eine Abschätzung der Aerosolabsorption in Form des Imaginärteils des Brechungindex vorgenommen. Der Imaginärteil verringert sich in gleicher Weise: 1991: k = 0. 021, 1994 und 1995: k = 0. 008. Auf der Grundlage dieser Daten konnte der anthropogene Anteils des kurzwelligen Strahlungsforcings, das durch die Luftverunreinigung unter den alten Ostdeutschen Bedingungen hervorgerufen wird, mit ungefähr -8 W/m2 Änderung in der kurzwelligen Strahlungsbilanz abgeschätzt werden