Operational vertical PROfiling of FOG properties - Development of a new technique by means of a novel ground-based 94 GHz FMCW cloud radar (ProFog)

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Im aktuellen Bericht des International Panel on Climate Change wird gefordert, den Kenntnisstand bezüglich bodennaher Stratuswolken deutlich zu verbessern, da hier derzeit die größten Unsicherheiten der Klimaprognosen liegen. Satellitengestützte Verfahren ermöglichen zwar die flächendeckende Erfassung dieser Wolken, allerdings liefern passive Sensoren keine Informationen über das Flüssigwasserprofil (LWC-Profil), das maßgeblich die Strahlungseigenschaften der Wolken beeinflusst. Im Gegensatz zu Puls-Radaren gestatten neuartige Frequency Modulated Continuous Wavelength (FMCW) Wolkenradare prinzipiell die Erfassung der Vertikalstruktur bodennaher Stratuswolken. Aufgrund ihrer Neuartigkeit existieren bislang jedoch keine operationellen Algorithmen zur Erfassung des LWC-Profils. Daher ist das Ziel des Projektes, ein Verfahren zur Ableitung des LWC-Profils bodennaher Stratuswolken auf der Basis eines neuartigen bodengestützten 94 GHz FMCW Wolkenradars zu entwickeln. Dazu ist die Kenntnis des Tropfenspektrums notwendig, weil dieses den Zusammenhang zwischen Radarreflektivität und LWC bestimmt. Da das Tropfenspektrum mit den Entwicklungsphasen des Nebels variiert, ermöglicht die einzigartige Kombination eines neu verfügbaren ballongestützten Systems zur Sondierung des Tropfenspektrums mit einem neuartigen FMCW Wolkenradar die Entwicklung eines Verfahrens zur Ableitung des LWC-Profils unter Berücksichtigung des Lebenszyklus. Die kontinuierliche Erfassung des LWC-Profils bedeutet einen großen Erkenntnisgewinn bezüglich bodennaher Stratuswolken, der für die Verbesserung der satellitengestützten Verfahren von entscheidender Bedeutung ist.