Titel:
Titel:
Realisierung der metrologischen Rückführung auf das internationale Einheitensystem (SI) für bodengestützte radiometrische Messungen im Fernerkundungsnetzwerk AERONET Europe
Autoren:
Autoren:
Schwind, Kerstin Maria, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Fachbereich 4.1, Photometrie und Spektroradiometrie, ORCID: 0000-0002-8098-9028
Beitragende:
Beitragende:
HostingInstitution: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), ISNI: 0000 0001 2186 1887
Seiten:
Seiten:
3, 152
Sprachen:
Sprachen:
de
DOI:
DOI:
10.7795/110.20260506
Art der Ressource:
Art der Ressource:
PTB: Dissertation, DINI: DoctoralThesis, DataCite: Dissertation
Verlag:
Verlag:
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Erscheinungsjahr:
Erscheinungsjahr:
2026
Dissertationsvermerk:
Dissertationsvermerk:
DoctoralThesis, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Braunschweig
Schriftenreihe:
Schriftenreihe:
PTB-Bericht ; Diss-31
Rechte:
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Beziehungen:
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IsPartOf: ISSN 2941-1297
IsIdenticalTo: ISBN 978-3-944659-63-3
Datumsangaben:
Datumsangaben:
Verfügbar: 2026-06-10
Erstellt: 2026-05
Angenommen: 2026-04-30
Datei:
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Stichwörter:
Stichwörter:
Radiometrie ; SI-Rückführung ; AERONET ; LED-Quelle ; Strahldichtenormal
Zusammenfassung:
Zusammenfassung:
Aerosole beeinflussen in ihrer Zusammensetzung und ihren physikalischen Eigenschaften das Verhalten der Atmosphäre und das Klima. Die vorhandenen Aerosole werden auf natürliche Weise in die Erdatmosphäre emittiert oder aus gasförmigen Substanzen gebildet. Aerosolpartikel weisen räumlich und zeitlich große Inhomogenitäten auf und können daher nicht als eine konstante Größe angenommen werden. Somit spielen sie auch für die Klimamodellierung eine entscheidende Rolle, ihre Eigenschaften wurden vom Global Climate Observing System (kurz: GCOS) als essentielle Variablen (engl. Essential Climate Variables, kurz: ECV) festgelegt. Diese bilden die empirische Grundlage die Veränderungen des Klimas zu verstehen und vorherzusagen. Die Aerosole werden in ihrer Größe, ihrer Zusammensetzung und ihrer Konzentration sowohl von natürlichen Faktoren wie geographischer Breite und Meeresentfernung, als auch von anthropogenen, also durch Menschen hervorgerufene Faktoren, wie der Emission von Treibhausgasen, beeinflusst und über die Zeit verändert. Globale Klimabeobachtungen erfordern kontrollierte und standardisierte Datensätze aus globalen Überwachungsnetzwerken der aerosoloptischen Eigenschaften, die zur Vergleichbarkeit auf die SI-Einheiten zurückgeführt werden müssen. Eines der größten Aerosolüberwachungsnetzwerke ist das AErosol RObotic NETwork (kurz: AERONET), ein Netzwerk von bodenbasierten schmalbandigen Radiometern zur Messung von atmosphärischen Aerosoleigenschaften. Innerhalb des Netzwerks werden Kalibrierungen an sogenannten „Master-Instrumenten“ durchgeführt, um sie folgend auf die Feld-Instrumente zu übertragen. Diese Art der Kalibrierung ist nicht SI-rückgeführt und liefert somit nur relative Vergleichbarkeit. Eine weitere Herausforderung ist dabei der hohe logistische Aufwand, da die „Master-Radiometer“ in regelmäßigen Abständen an nur wenigen geeigneten Orten in Höhenlagen wie Mauna Loa (Hawaii) und Izana (Teneriffa) kalibriert werden müssen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, neue Kalibrierverfahren sowie neuartige Strahlernormale für die Kalibrierung der AERONET-Radiometer zu entwickeln, um die Rückführung der Messungen der optischen Eigenschaften von Aerosolen auf SI-Einheiten zu ermöglichen. Durch die Rückführung auf SI eröffnet sich zudem die Möglichkeit, verschiedene Aerosolüberwachungsnetzwerke und verschiedene Radiometertypen zu vergleichen. Die spektralen Kanäle der AERONET-Radiometer können bzgl. ihrer Empfindlichkeiten entweder im Bestrahlungsstärke- oder Strahldichtemodus, spektral aufgelöst oder mittels breitbandiger Strahlernormale auf die integralen Werte im Labor kalibriert werden. Weiterführend wurde eine LED-basierte Strahldichtequelle konzipiert und charakterisiert. Diese Quelle wurde abschließend absolut kalibriert und wird in einem der AERONETKalibrierlabore auf Tauglichkeit getestet.
Information zur Reihe:
Information zur Reihe:
PTB-Bericht Diss-31
Zitat:
Zitat:
Schwind, Kerstin Maria, 2026. Realisierung der metrologischen Rückführung auf das internationale Einheitensystem (SI) für bodengestützte radiometrische Messungen im Fernerkundungsnetzwerk AERONET Europe, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig. Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt. PTB-Bericht Diss-31. ISBN 978-3-944659-63-3. Verfügbar unter: https://doi.org/10.7795/110.20260506
Realisierung der metrologischen Rückführung auf das internationale Einheitensystem (SI) für bodengestützte radiometrische Messungen im Fernerkundungsnetzwerk AERONET Europe

Autoren

Schwind, Kerstin Maria, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Fachbereich 4.1, Photometrie und Spektroradiometrie, ORCID: 0000-0002-8098-9028

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