Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) ist ein klimatologisches Experiment der NASA, das in der Erdumlaufbahn durchgeführt wird.[1] Die CERES sind wissenschaftliche Instrumente, die zum Earth Observing System der NASA gehören und sind dafür ausgelegt, sowohl Solar-Strahlung zu messen, die von der Erdatmosphäre reflektiert wurde, wie auch Strahlung zu messen, die von gesamten Erdathmosphäre abgestrahlt wird. Die Eigenschaften von Wolken werden bestimmt, indem zeitgleiche Messungen auch mit anderen EOS-Instrumenten wie die von MODIS durchgeführt werden.[2] Die Ergebnisse von CERES und anderen NASA-Missionen wie beispielsweise die des Earth Radiation Budget Experiment (Erbe) werden zu einem besseren Verständnis der Rolle der Wolken und der Strahlungsbilanz der Erde im Hinblick auf die globale Erwärmung führen.[3][4]
Wissenschaftliche Ziele
Das CERES Experiment hat 4 Hauptziele:
- Fortführung der ERBE-Aufzeichung des Strahlungsflusses an der Oberseite der Atmosphäre zur Untersuchung der globalen Erwärmung.
- Verdoppelung der Genauigkeit von Schätzungen des Strahlungsflusses an der Oberseite der Erde.
- Erstmalige Langzeit-Schätzung des Strahlungsflusses innerhalb der Erdatmosphäre.
- Ermöglichung von Schätzungen über die Eigenschaften von Wolken, die mit den Strahlungsflüssen von der Erdoberfläche bis zur Oberseite der Atmosphäre vereinbar sind.
CERES Instrumente
Das erste CERES Instrument (PFM) wurde an Bord der NASA Tropical Rainfall Measuring Mission im November 1997 von Japan aus gestartet. Vier zusätzliche CERES-Instrumente wurden an Bord des EOS Terra im Dezember 1999 (FM1 und FM2) und an Bord des EOS Aqua im Mai 2002 (FM3 und FM4) in den Erdorbit verbracht. Gegenwärtig arbeiten alle CERES-Instrumente der Terra und Aqua Satelliten. Jedes CERES-Instrument ist ein dreikanaliges Radiometer: Der Kurzwellenkanal ist für die Messung kurzwelligen Sonnenlichts im Bereich von 0,3 - 5 µm gedacht, ein Kanal misst die von der Erde ausgesandte Wärmestrahlung im von 8 bis 12 µm reichenden "Atmosphärischen Fenster"-Bereich und ein weiterer Kanal misst die gesamte von der Erde ausgesandte Strahlung.
Die räumliche Auflösung von CERES beträgt in nadir-Richtung beträgt 10 km für CERES auf TRMM und 20km für CERES auf den Satelliten Terra und Aqua. Das System verfügt über Bordkalibratoren wie einen Solar-Diffuser, ein Wolframlampensystem mit einer Stabilitätsüberwachung und einem Paar Schwarz-Hohlkörper, die auf unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden können.
Beobachtungen des kalten Raums und interne Kalibrationen werden während normaler Erdbeobachtungen durchgeführt. CERES hat im Betrieb eine erstaunliche Stabilität gezeigt. Mit 95%iger Wahrscheinlichkeit konnten keine erkennbaren Veränderungen der Empfindlichkeiten irgendwelcher Instrumente festgestellt werden, die größer als 0,2% waren. Boden und All-Kalibrationen stimmen mit einer Genauigkeit von 0,25% überein.
Betriebsarten
CERES kennt drei Betriebsarten: quer zur Satellitenbahn, entlang der Satellitenbahn und in Richtung der rotierenden Azimut-Ebene (RAP). im RAP-Modus nehmen die Radiometer in der Höhe auf, während sie um den Azimut rotieren; damit messen sie Strahlung, die über einen weiten Beobachtungswinkel hinweg aufgenommen wird. Bis Februar 2005 scannten die Satelliten Terra und Aqua im Modus quer zur Satellitenbahn, während sich die anderen im RAP bzw. Aufnahmemodus entlang der Zugbahn befanden. Das im RAP-Modus aufnehmende Instrument nahm jeden Monat für zwei Tage auch Daten entlang seiner Zugbahn auf. Die aus vielen Winkeln aufgenommenen CERES-Daten erlaubten es, neue Modelle zu entwickeln, die die Anisotropie der Beobachtungsobjekte berücksichtigt und ermöglichte es die Energieflüsse an der Oberseite der Atmosphäre mit verbesserter Genauigkeit aufzuzeichnen.[5]
See also
References
External links
- NASA CERES official site
- CERES Data Products
- Terra satellite, NASA EOS flagship
- Aqua satallite, NASA EOS
- VISIBLE EARTH, catalog of CERES images
Vorlage:Space-based meteorological observation
- ↑ et al. B.A. Wielicki, Bruce R. Barkstrom, Edwin F. Harrison, Robert B. Lee Iii, G. Louis Smith, John E. Cooper: Mission to Planet Earth: Role of Clouds and Radiation in Climate. In: Bull. Amer. Meteorol. Soc. 77. Jahrgang, 1996, S. 853–868, doi:10.1175/1520-0477(1996)077<0853:CATERE>2.0.CO;2.
- ↑ P. Minnis: CERES Cloud Property Retrievals from Imager on TRMM, Terra and Aqua. Conference on Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere VII. Spain September 2003, S. 37–48.
- ↑ Bruce R. B.R. Barkstrom: The Earth Radiation Budget Experiment. In: Bull. Amer. Meteorol. Soc. 65. Jahrgang, 1984, S. 1170–1186, doi:10.1175/1520-0477(1984)065<1170:TERBE>2.0.CO;2.
- ↑ et al. B. A. Wielicki, Edwin F. Harrison, Robert D. Cess, Michael D. King, David A. Randall: Mission to Planet Earth: Role of Clouds and Radiation in Climate. In: Bull. Amer. Meteorol. Soc. 76. Jahrgang, 1995, S. 2125–2152, doi:10.1175/1520-0477(1995)076<2125:MTPERO>2.0.CO;2.
- ↑ et al. N. G. Loeb, Seiji Kato, Konstantin Loukachine, Natividad Manalo-Smith: Angular distribution models for top-of-atmosphere radiative flux estimation from the Clouds and the Earth's Radiant Energy System instrument on the Terra Satellite. Part I: Methodology. In: J. Atmos. Ocean. Tech. 22. Jahrgang, 2005, S. 338–351, doi:10.1175/JTECH1712.1.