SAME-AT

Satellitengestützte Radarsysteme (SAR – Synthetic Aperture Radar) zeichnen sich durch ihre Unabhängigkeit vom Sonnenlicht und Allwettertauglichkeit aus. Im Gegensatz zu optischen Sensoren, die stark durch Wolkenbedeckung beeinflusst werden, sind Radarsignale in der Lage, Wolken zu durchdringen und somit unabhängig von Wetterbedingungen zuverlässige Informationen zu liefern. Um die Erdoberfläche zu erreichen, müssen Radarsignale jedoch zweimal die Atmosphäre passieren. Dies führt zu mehreren Effekten (wie z.B. zu Laufzeitverzögerungen, die Ungenauigkeiten in der Entfernungs- sowie der interferometrischen Phasenmessung bewirken: Delays), die bei der Interpretation von Radar-Ergebnissen berücksichtigt werden müssen. Daher ist die Atmosphärenkorrektur in der Verarbeitungskette von Radarsignalen von entscheidender Bedeutung.

SAME-AT trägt zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkung zwischen der Ausbreitung des Radarsignals und der Atmosphäre bei. Die zunehmenden Forschungsaktivitäten der letzten Jahre zeigen, dass existierende Korrekturansätze bestimmte Zusammenhänge noch nicht vollständig abbilden. SAME-AT verbessert daher die Modellierung der Atmosphärenkorrektur, indem Informationen über die Unsicherheit in der Prognose von konvektions-unterstützenden, numerischen Wettermodell (NWP)- Ensemble-Systemen verwendet werden. Erstmals wird ein atmosphärischer Korrekturansatz spezifisch für die komplexe Topographie der Alpen entwickelt und in Österreich getestet. Um dieses Hauptziel zu erreichen, beabsichtigt das SAME-AT-Konsortium zunächst die Qualität der Referenzdaten in Österreich durch den Ausbau eines Corner-Reflektor-Netzes zu verbessern.

Numerische Wettermodelle liefern wertvolle Informationen für SAR/InSAR Korrekturmodelle. Im Gegenzug können beobachtete SAR/InSAR Delays (und deren Fehlerberechnungen) wiederum als Datenquelle für die Bestimmung des Ausgangszustands für NWP Ensembles dienen (Datenassimilation). SAR/InSAR-delays erlauben demnach Rückschlüsse über den troposphärischen Feuchtegehalt, eine äußerst wertvolle Information für Wettermodelle. Ein wichtiger Teil von SAME-AT ist daher die Untersuchung des möglichen Benefits von SAR/InSAR Delays und deren Fehlerabschätzung auf die Qualität von NWP Systemen. SAME-AT erlaubt daher in beiden Disziplinen – Radarfernerkundung und Wettermodellentwicklung – eine Verbesserung durch das Konzept einer Rückkopplungsschleife beider Ansätze. Für Anwendungen im Radarbereich bietet die hohe zeitliche und räumliche Auflösung aktueller Wettermodelle einen großen Mehrwert. Die entwickelten Methoden zur Korrektur atmosphärischer Delays werden in laufende Projekte integriert, um die Anwendbarkeit für verschiedene Einsatzbereiche (Deformationsmonitoring wie z. B. bei dem Projekt SuLaMoSA) zu beurteilen. In den letzten Monaten zeigte die Auswirkungen der Covid-19-Pandemie durch die damit verbundene Reduzierung flugzeugbasierter Beobachtungen dramatisch, wie wichtig die Verfügbarkeit von Datensätzen mit einem hohen Maß in Diversität für NWP-Modelle ist. Deshalb profitieren beide Disziplinen von den Entwicklungen aus SAME-AT.