Temperature and humidity profile retrievals from ground-based microwave radiometers during TUC

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Abstract:

Thermodynamic atmospheric profiles have been retrieved from ground-based microwave radiometers during the Temperature, hUmidity, and Cloud (TUC) profiling campaign. A variety of inversion methods is presented, in terms of requirements, advantages, and limitations. Results confirm the theoretical expectation that retrievals' accuracy and resolution degrade steadily with height up to 3 km, then more rapidly. At higher levels the retrievals' accuracy does not improve on that of a Numerical Weather Prediction model, which provides a background for the variational technique. Most retrieval methods produce a bias in the temperature profile above 1 km, which may be due to a bias in the absorption model used and/or observations at 51–54 GHz. Elevation scanning is shown to improve the accuracy and resolution of the retrievals in the boundary layer, but is limited by technical shortcomings.

German
Thermodynamische atmosphärische Profile wurden mit bodengestützten Mikrowellenradiometern während der Temperature, hUmidity, and Cloud (TUC) profiling Kampagne gemessen. Verschiedene Inversionsmethoden werden in Bezug auf Anforderungen, Vorteile und Einschränkungen vorgestellt. Die Resultate bestätigen die theoretische Erwartung, dass die Genauigkeit und die Auflösung der gemessenen Profile kontinuierlich bis 3 km Höhe schwach und darüber stärker abnehmen. In den höheren Schichten ist die Genauigkeit der Profile nicht besser als die des numerischen Wettervorhersagemodells, das die Hintergrundfelder für das erörterte Variationsverfahren bereitstellt. Die meisten Inversionsmethoden führen zu systematischen Fehlern in den gemessenen Profilen oberhalb von 1 km, was auf systematische Fehler im verwendeten Absorptionsmodell und/oder bei der Messung der Helligkeitstemperatur zwischen 51 und 54 GHz hindeutet. Die zusätzliche Einbeziehung von Messungen unterschiedlicher Elevationswinkel verbessern die Genauigkeit und die Auflösung der abgeleiteten Profile in der planetaren Grenzschicht, wobei die Vorteile durch technische Unzulänglichkeiten eingeschränkt sind.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0099

Publication date: February 1, 2006

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