Analysen von Satelliten-Aerosol-Zeitreihen: Konsistenz, Trends und spezielle Episoden 2019/2020

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist eine Konsistenz- und Trendanalyse von Aerosol-Zeitreihen aus Daten der ATSR-Instrumentenserie und des IASI Instruments mit verschiedenen Retrieval-Algorithmen und im Vergleich zu AERONET-Bodenmessungsstationen. Darauf aufbauend wird eine beispielhafte Untersuchung unterschiedlicher Ereignisse der letzten Jahre, wie der großflächigen und lange andauernden Feuer in Kalifornien und Australien und von Saharstaubevents in Deutschland angestellt. Die Konsistenzanalysen zeigen bei den Dual-view-Instrumenten auf der Südhalbkugel und über Wüsten und Ozeanen teilweise noch Inkonsistenzen zwischen den Algorithmen. Über nicht von Wüsten bedecktem Land auf der Nordhalbkugel ist eine gute Übereinstimmung der Algorithmen und mit AERONET zu beobachten, was die Belastbarkeit der Daten untermauert. Zwischen den einzelnen Instrumenten der ATSR-Instrumentenserie, vor allem zwischen ATSR-2 und AATSR auf der einen und SLSTR auf der anderen Seite, treten bei einzelnen Algorithmen neben einem Bias, welcher über Bias-Korrekturen behoben werden kann, auch Inkonsistenzen im Jahresgang auf. Auch zwischen den Daten der unterschiedlichen IASI Algorithmen sind größere Inkonsistenzen zu beobachten. Während im Dust Belt, also über der Sahara und Teilen Asiens, Europas und des Atlantiks, die Algorithmen im Jahresgang konsistente Daten liefern, unterscheiden diese sich in den umgebenden Gebieten in Jahresgang und absoluter Höhe der Mineralstaub-AOD. Nimmt man die Daten des Ensembles der Dual-view-Instrumente, des ULB Algorithmus von IASI und Reanalysen der Meersalzaerosole zusammen ergibt sich über nicht wüstenbedecktem Land und über Ozean mit wenig Meersalzaerosolen, also weniger starken Winden, eine gute Konsistenz zwischen den einzelnen Teil-AOD-Komponenten. Die großen Feuer in Australien und Kalifornien der letzten Jahre sind deutlich in den Monatsmitteln der Fine-Mode AOD des SLSTR Instruments zu erkennen.