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Nicht nur für Studierende der Meteorologie, sondern auch für die Fächer Geographie, Klimatologie, Geo-/Umweltwissenschaften und Satellitentechnik geeignet! Das Buch gibt einen fundierten Einblick in Grundlagen, Methoden und Ergebnisse der Satellitenmeteorologie, d. h. der satellitengestützten Fernerkundung der Atmosphäre und ihrer Randbereiche zur globalen Gewinnung von Daten über wetter- und klimarelevante Parameter. Strahlungsphysik, Satellitenbahnen und Messprinzipien als Grundlagen werden allgemeinverständlich dargestellt. Fachautoren erläutern in Einzelkapiteln die Nutzung von…mehr
Nicht nur für Studierende der Meteorologie, sondern auch für die Fächer Geographie, Klimatologie, Geo-/Umweltwissenschaften und Satellitentechnik geeignet! Das Buch gibt einen fundierten Einblick in Grundlagen, Methoden und Ergebnisse der Satellitenmeteorologie, d. h. der satellitengestützten Fernerkundung der Atmosphäre und ihrer Randbereiche zur globalen Gewinnung von Daten über wetter- und klimarelevante Parameter. Strahlungsphysik, Satellitenbahnen und Messprinzipien als Grundlagen werden allgemeinverständlich dargestellt. Fachautoren erläutern in Einzelkapiteln die Nutzung von Satellitendaten zur Bestimmung meteorologischer Größen, wie etwa Wind oder Niederschlag. Sensoren, Messmethoden und Ableitungsverfahren werden beschrieben und Ergebnisse anhand von Beispielen veranschaulicht. Mehr als 150 Abbildungen erleichtern das Verständnis. Tabellen zu Kenndaten von Satelliten und Instrumenten, ein umfangreiches Glossar, themenspezifische Literaturlisten und Web-Links runden das Werk ab. Aus dem Inhalt: Elektromagnetische Strahlung Radiometer, Lidar, Radar Satellitenorbits, Sondierungsverfahren Satellitenmessungen von • Temperatur • Strahlung • Wolken • Niederschlag • Wind • Aerosol • Spurengasen • Eis und Schnee
Inhalt Vorwort 11 1 Was bedeutet Satellitenmeteorologie? 14 1.1 Motivation für satellitengestützte Fernerkundung 14 1.2 Sprache und Namen 20 1.3 Grundlagen 22 1.4 Beispiele meteorologischer Fernerkundung 29 1.5 Vom gemessenen Signal zur gesuchten Information 36 2 Licht und andere elektromagnetische Strahlung 42 2.1 Grundlagen 42 2.2 Die Gesetze von Planck und Kollegen 57 2.3 Woher kommt die Strahlung, die bei der Satellitenmeteorologie genutzt wird? 65 3 Was passiert mit der Strahlung bis zum Signal am Satelliten? 73 3.1 Extinktionsgesetz 73 3.2 Strahlungstransportgleichung 77 3.3 Streuung und Teilcheneigenschaften 83 3.4 Was passiert in der Atmosphäre und am Boden? 89 4 Wie fliegt ein Satellit? Wie wird ein Signal gemessen und genutzt? 101 4.1 Umlaufbahnen: Orbits 101 4.2 Wie blickt ein Sensor? Beobachtungsgeometrien 109 4.3 Radiometereigenschaften 116 4.4 Wie wird das Signal genutzt? 120 5 Temperatur 132 5.1 Einleitung 132 5.2 Methoden 133 5.3 Anwendung 143 6 Wolken 155 6.1 Die Bedeutung der Wolken 156 6.2 Methodik der Fernerkundung von Wolken 157 6.3 Anwendungsbeispiele 180 7 Niederschlag 192 7.1 Einleitung 192 7.2 Methodik 194 7.3 Einige Ergebnisse 207 8 Wind 212 8.1 Das Windfeld in der Atmosphäre 212 8.2 Methodik 214 8.3 Anwendungen 225 9 Aerosol 231 9.1 Einleitung 231 9.2 Passive Methoden zur Aerosolfernerkundung 233 9.3 Aktive Methoden zur Aerosolfernerkundung 241 9.4 Anwendungen 246 10 Spurengase 257 10.1 Einführung 257 10.2 Methoden 259 10.3 Satellitenmissionen mit Spurengassondierungen 270 10.4. Ergebnisse 271 10.5 Genauigkeit und Validation der Satellitenmessungen 280 11 Eis und Schnee 283 11.1 Einleitung 283 11.2 Technologien und Methoden 286 11.3 Beispiele zu Anwendungen und Ergebnissen 302 12 Strahlung 317 12.1 Einleitung 317 12.2 Erfassung der Strahlungskomponenten am Oberrand der Atmosphäre 318 12.3 Solare Einstrahlung am Erdboden 323 12.4 Thermische Einstrahlung an der Erdoberflache 335 12.5 Anwendungen und Diskussion 337 13 Meteorologische Satelliten und Sensoren 344 13.1 Meteorologische Satelliten 344 13.2 Chronik meteorologischer Satelliten 345 13.3 Gegenwärtige Satelliten 349 13.4 Instrumente 359 13.5 Zukünftige meteorologische Satelliten und Sensoren 365 Tabellen zum Kapitel 13 370 Literaturverzeichnis 387 Zitierte Literatur 387 Weiterfuhrende 394 Fernerkundung 394 Strahlung und Strahlungseigenschaften 395 Meteorologie und Klimatologie 395 Webseiten 396 Satellitenmeteorologie (Grundlagen) 396 Satelliten und Sensoren, Organisationen und Institute 396 Retrievalverfahren (inkl. Validation) 397 Abgeleitete Produkte (Daten, Bilder, Zeitreihen etc.) 398 Spezialthemen meteorologischer Fernerkundung 399 Akronyme 401 Register 407 Beiträge zu diesem Buch leisteten 413
Inhalt Vorwort 11 1 Was bedeutet Satellitenmeteorologie? 14 1.1 Motivation für satellitengestützte Fernerkundung 14 1.2 Sprache und Namen 20 1.3 Grundlagen 22 1.4 Beispiele meteorologischer Fernerkundung 29 1.5 Vom gemessenen Signal zur gesuchten Information 36 2 Licht und andere elektromagnetische Strahlung 42 2.1 Grundlagen 42 2.2 Die Gesetze von Planck und Kollegen 57 2.3 Woher kommt die Strahlung, die bei der Satellitenmeteorologie genutzt wird? 65 3 Was passiert mit der Strahlung bis zum Signal am Satelliten? 73 3.1 Extinktionsgesetz 73 3.2 Strahlungstransportgleichung 77 3.3 Streuung und Teilcheneigenschaften 83 3.4 Was passiert in der Atmosphäre und am Boden? 89 4 Wie fliegt ein Satellit? Wie wird ein Signal gemessen und genutzt? 101 4.1 Umlaufbahnen: Orbits 101 4.2 Wie blickt ein Sensor? Beobachtungsgeometrien 109 4.3 Radiometereigenschaften 116 4.4 Wie wird das Signal genutzt? 120 5 Temperatur 132 5.1 Einleitung 132 5.2 Methoden 133 5.3 Anwendung 143 6 Wolken 155 6.1 Die Bedeutung der Wolken 156 6.2 Methodik der Fernerkundung von Wolken 157 6.3 Anwendungsbeispiele 180 7 Niederschlag 192 7.1 Einleitung 192 7.2 Methodik 194 7.3 Einige Ergebnisse 207 8 Wind 212 8.1 Das Windfeld in der Atmosphäre 212 8.2 Methodik 214 8.3 Anwendungen 225 9 Aerosol 231 9.1 Einleitung 231 9.2 Passive Methoden zur Aerosolfernerkundung 233 9.3 Aktive Methoden zur Aerosolfernerkundung 241 9.4 Anwendungen 246 10 Spurengase 257 10.1 Einführung 257 10.2 Methoden 259 10.3 Satellitenmissionen mit Spurengassondierungen 270 10.4. Ergebnisse 271 10.5 Genauigkeit und Validation der Satellitenmessungen 280 11 Eis und Schnee 283 11.1 Einleitung 283 11.2 Technologien und Methoden 286 11.3 Beispiele zu Anwendungen und Ergebnissen 302 12 Strahlung 317 12.1 Einleitung 317 12.2 Erfassung der Strahlungskomponenten am Oberrand der Atmosphäre 318 12.3 Solare Einstrahlung am Erdboden 323 12.4 Thermische Einstrahlung an der Erdoberflache 335 12.5 Anwendungen und Diskussion 337 13 Meteorologische Satelliten und Sensoren 344 13.1 Meteorologische Satelliten 344 13.2 Chronik meteorologischer Satelliten 345 13.3 Gegenwärtige Satelliten 349 13.4 Instrumente 359 13.5 Zukünftige meteorologische Satelliten und Sensoren 365 Tabellen zum Kapitel 13 370 Literaturverzeichnis 387 Zitierte Literatur 387 Weiterfuhrende 394 Fernerkundung 394 Strahlung und Strahlungseigenschaften 395 Meteorologie und Klimatologie 395 Webseiten 396 Satellitenmeteorologie (Grundlagen) 396 Satelliten und Sensoren, Organisationen und Institute 396 Retrievalverfahren (inkl. Validation) 397 Abgeleitete Produkte (Daten, Bilder, Zeitreihen etc.) 398 Spezialthemen meteorologischer Fernerkundung 399 Akronyme 401 Register 407 Beiträge zu diesem Buch leisteten 413
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