Atmosphärenprofile

AtmosphärenProfile sind vertikale Darstellungen der Eigenschaften der Erdatmosphäre, die in Modellen, Fernerkundung und Vorhersagen verwendet werden. Sie geben Größen wie Temperatur, Druck, relative Feuchte, Dichte sowie chemische Zusammensetzungen und Aerosolkonzentrationen als Funktion der Höhe an. Global können sie als Funktionen T(z), p(z) usw. beschrieben werden.

Typen umfassen globale und regionale Profile, zeitlich variierende Profile, chemische Profilreihen und Aerosolprofile. Sie können als vollständige Schichtprofile oder als einzelne Schichtenensembles vorliegen und werden oft als Profile über Höhe oder geografische Koordinaten angegeben. Die Profile dienen als Eingabe- oder Ausgabemodelle in meteorologischen und klimatischen Anwendungen.

Erhebung und Erstellung erfolgen aus Beobachtungen (Radiosonden, Lidar, Satellitenretrievals, Flugzeugmessungen) sowie aus numerischen Modellen und Data Assimilation. Die Daten liegen in Form von Tabellen oder multidimensionalen Felddaten vor, häufig im NetCDF- oder ASCII-Format. Standardisierung erfolgt durch Referenz- oder Standardatmosphären und durch interoperable Formate, die den Austausch ermöglichen.

Verwendungen umfassen Radiative-Transfer-Berechnungen, Wetter- und Klimasimulationen, Luftqualitätsmodelle sowie Kalibrierung von Fernerkundungssensoren. Sie unterstützen auch die Planung von Flügen und die Bewertung von atmosphärischen Prozessen wie Schichtung, Turbulenz und Aerosolwechselwirkungen.

Beispiele sind die Internationale Standardatmosphäre und die US Standard Atmosphere. Globale Reanalysen wie ERA5 liefern zeitlich und räumlich konsistente Atmosphärenprofile. Herausforderungen umfassen natürliche Variabilität, saisonale und geographische Unterschiede sowie Unsicherheiten in Messungen und Modellierungen.