Hochwertige Radiookkultations-Klimadaten in der Stratosphäre

Seit rund zwanzig Jahren liefert die satellitengestützte Radio-Okkultationstechnik (RO) hochwertige atmosphärische Daten in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (5 km bis 35 km Höhe). Diese finden Anwendung im meteorologischen Bereich (wie z.B. der Wettervorhersage), im Klimamonitoring und in der Klimaforschung, bis hin zur Weltraumwetterforschung. Das erste Ziel dieses Projekts ist es, die Datenqualität von RO-Daten in der mittleren und oberen Stratosphäre zu erhöhen (35 km bis 50 km Höhe). Das setzt eine wichtige Empfehlung der RO-Expert:innengruppe International Radio Occultation Working Group um. Zwei einfach anzuwendende, in einem früheren Projekt entwickelte, Methoden werden dazu für das gesamte Portfolio von RO-Daten seit 2001 verwendet und weiter verbessert. Diese neuen Techniken können das Messrauschen stark reduzieren und die Resteinflüsse der aus geladenen Teilchen bestehenden Ionosphäre der Erde wirksam korrigieren. Dies verbessert die Datenqualität über die gesamte Stratosphäre und ermöglicht so ein genaueres globales Klimamonitoring, was wiederum zu einem besseren Verständnis unseres Klimasystems beiträgt. Nach gründlicher Analyse werden die vollständig verfügbaren RO-Daten seit 2001 erneut aufbereitet. Basierend auf diesen aufbereiteten hochwertigen Klimadaten besteht das zweite Ziel darin, stratosphärische Winde und ihre Zirkulationsmuster über den Tropen und Subtropen abzuleiten. Die dabei genutzten Vorteile der RO-Daten sind ihre hohe vertikale Auflösung und langfristige Konsistenz über die gesamte Zeitperiode. Die Windfelder werden zur Sicherung einer hohen Klimamonitoring-Qualität sorgfältig mit langfristig berechneten Wetteranalyse-Datenfeldern, sogenannten Reanalysedaten, verglichen und mittels dieser auch zeitlich rückwärts bis 1980 verlängert. Dies ermöglicht es schließlich, dynamische Höhenänderungen der Windfelder und Änderungen in ihren Zirkulationsmustern unter dem Einfluss des menschgemachten Klimawandels der letzten vier Jahrzehnte in einer davor nicht möglichen Zuverlässigkeit zu untersuchen. Diese spannende Analyse wird mit Fokus auf die im Klimasystem besonders wichtigen Änderungen in den Tropen und Subtropen durchgeführt und lässt neue Erkenntnisse zum Zusammenspiel von globaler Erwärmung und Zirkulationsänderungen erwarten.