701-1237-00L  Solar Ultraviolet Radiation

SemesterHerbstsemester 2016
DozierendeJ. Gröbner
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch


KurzbeschreibungDiese Vorlesung gibt einen Einblick in das Thema solar ultraviolette Strahlung und ihre Effekte auf die Atmosphere und den Menschen. Die Vorlesung wird sowohl die Modelierung als auch die Messung von solarer UV Strahlung behandeln. Ein Schwerpunkt der Vorlesung wird auf die Messung von solarer UV Strahlung mittels verschiedenen Instrumenten gelegt (Filterradiometer und Spektroradiometer).
LernzielDiese Vorlesung wird dem Zuhörer einen Einblick in die Thematik solare UV Strahlung geben, und dessen Interaktion zwischen der Atmosphäre und der Biosphäre im detailliert beschreiben.
Inhalt1) Einführung in die Problematik – Motivation
Begriffe (UV-C, UV-B, UV-A,...)
Einfluss der UV Strahlung auf Biosphäre (Mensch, Tier, Pflanzen)
Positive und schädliche Effekte
Wirkungsspektrum, Konzept, Beispiele
UVIndex

2) Geschichtlicher Rückblick
Rayleigh - Himmelsblau
1907: Dorno, PMOD
1970: Bener, PMOD
1980: Berger, Erythemal sunburn meter
1990- : State of the Art

3) Extraterrestrische UV Strahlung
Spektrum
Energieverteilung
Variabilität (Spektral, zeitlich, relativ zu Totalstrahlung)
Satellitenmessungen, Übersicht

4) Einfluss der Atmosphäre auf die solare UV Strahlung
Atmosphärenaufbau
Beinflussende Parameter (Ozon, Wolken, ...)
Ozon, Stratosphärisches versus troposphärisches
Geschichte: Ozondepletion, Polare Ozonlöcher und Einfluss auf die UV Strahlung
Wolken
Aerosole
Rayleighstreuung
Trends (Ozon, Wolken, Aerosole)
Radiation Amplification Factor (RAF)

5-6) Strahlungstransfer
Strahlungstransfergleichung
Modellierung, DISORT
libRadtran, TUV, FASTRT
Parameter
Sensitivitätsstudien
Vergleiche mit Messungen
3-D Modellierung (MYSTIC)
Beer-Lambert Gesetz

7) Strahlungsmessungen
Instrumente zur Strahlungsmessung
Messgrössen: Irradiance (global, direct, diffus), radiance, aktinischer Fluss
Horizontale und geneigte Flächen
Generelle Problematik: Freiluftmessungen...
Qualitätssicherung

8) Solare UV Strahlungsmessungen
Problematik: Dynamik, Spektrale Variabilität, Alterung
Stabilität
Spezifische Instrumente: Filterradiometer, Spektroradiometer, Dosimetrie
Übersicht Aufbau und Verwendung

9-10) Solare UV Strahlungsmessgeräte
Spektroradiometer, Filterradiometer (Breit und schmalbandig)
Charakterisierung
Kalibriermethoden (Im Labor, im Feld)
Qualitätssicherung, Messkampagnen


11-12) Auswerteverfahren
Atmosphärische Parameter aus Strahlungsmessungen
Ozon, SO2
Albedo (Effektiv versus Lokal)
Aerosol Parameter (AOD, SSA, g, Teilchenverteilungen)
Zusammenspiel Messungen - Modellierung
Aktinische UV-Strahlungsflüsse und Bestimmung von atmosphärischen Photolysefrequenzen

13) UV Klimatologie
Trends
UV Klimatologie durch Messnetze
UV Klimatologie durch Satellitenmessungen am Beispiel von TOMS
Modellierung am Beispiel Meteosat-JRC
UV Rekonstruktionen

14) Aktuelle Forschungen
Internationale Projekte, Stand der Forschung