Original paper
SSM/I-derived total water vapour content over the Baltic Sea compared to independent data
Lindau, Ralf; Ruprecht, Eberhard
Meteorologische Zeitschrift Vol. 9 No. 2 (2000), p. 117 - 123
8 references
published: Jul 14, 2000
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Abstract
In order to investigate the energy and water balance of the Baltic Sea and its catchment area, the commonly used regional models have to be validated against observation data. One of the most important parameters of the hydrological cycle is the vertically integrated atmospheric water vapour content. Satellite observations from SSM/I (Special Sensor Microwave/Imager) can help to provide data over the sea. The accuracy of these results are tested with observations of radiosondes, which are launched from RV Alkor cruising in the Baltic Sea. The bias of both data sets is negligibly small. However, due to the low spatial resolution, problems occur in coastal regions, arising problems in particular in the small-scaled Baltic Sea. Thus, a correcting scheme for disturbing land influences is presented. This satellite-derived data set is compared with REMO-DWD results (REgional MOdel using physical package of DWD) for the PIDCAP period (Pilot Study for Intensive Data Collection and Analysis of Precipitation) from August to October 1995. Effects of the different temporal and spatial data resolutions on the variance are quantified and eliminated. For this purpose the water vapour content is used, which is derived from the GPS (Global Positioning System) network over Sweden and Finland by Elgered et al. (1997). SSM/l and GPS data indicate that REMO overestimates the total water vapour content by about 2 kgm-2.
Kurzfassung
Zur Bestimmung der Energie- und Wasserbilanz der Ostsee und ihres Einzugsbereichs werden häufig Regionalmodelle eingesetzt. Die Modelle müssen jedoch zunächst mit Hilfe von Beobachtungen validiert werden. Eine wichtige Kenngröße des hydrologischen Zyklus ist der Gesamtwasserdampfgehalt der Atmosphäre. Über See ist eine flächendeckende Erfassung dieses Parameters nur mit Hilfe von Satelliten möglich. SSM/l, ein satellitengestütztes passsives Mikrowellenradiometer, bietet eine zuverlässige Möglichkeit zur Bestimmung dieser Größe. Die Genauigkeit der Ergebnisse wird anhand von Radiosondenaufstiegen abgeschätzt, die vom FS Alkor in der Ostsee gestartet worden sind. Es wird keine systematische Differenz gefunden. Allerdings ist die geringe räumliche Auflösung des Sensors gerade in kleinräumigen Seegebieten wie der Ostsee problematisch. Störende Landeinflüsse verfälschen die Messungen und müssen mit Hilfe eines Korrekturverfahrens beseitigt werden. Der auf diese Weise abgeleitete Wasserdampfgehalt wird mit Modellergebnissen von REMO-DWD (REgional MOdel mit DWD-Physik) für die PIDCAP Periode (Pilot Study for Intensive Data Collection and Analysis of Precipitation) von August bis Oktober 1995 verglichen. Verfälschende Effekte, die auf der unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Auflösung der verglichenen Daten beruhen, werden quantifiziert und beseitigt. Hierzu wird der Gesamtwasserdampfgehalt benutzt, der aus GPS-Messungen (Global Positioning System) mit hoher zeitlicher Auflösung von Elgered et al. (1997) abgeleitet worden ist. SSM/l- und GPS-Beobachtung zeigen übereinstimmend, daß das Modell den Gesamtwasserdampfgehalt im Mittel um etwa 2 kgm-2 überschätzt.
Keywords
energy and water balance • Baltic Sea • Ostsee • Energie- und Wasserbilanz