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701-1237-00L  Solar Ultraviolet Radiation

SemesterAutumn Semester 2016
LecturersJ. Gröbner
Periodicityyearly recurring course
Language of instructionEnglish


AbstractThe lecture will introduce the student to the thematics of solar ultraviolet radiation and its effects on the atmosphere and the biosphere. The lecture will cover the modeling and the measurement of solar ultraviolet radiation. The instruments used for solar radiation measurements will also be introduced.
ObjectiveThe lecture should enable the student to understand the specific problematics related to solar ultraviolet radiation and its interaction with the atmosphere and the biosphere.
Content1) 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