Theoretische Untersuchungen zur Ableitung mikrophysikalischer Parameter von Eiswolken aus polarimetrischen Radarmessungen bei 95 GHz:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 5
2 MIKROPHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON EISWOLKEN 8
2.1 EISWASSERGEHALT 9
2.2 KRISTALLFORMEN 10
2.3 KRISTALLGROESSE UND GROESSENVERTEILUNGEN 13
2.4 ORIENTIERUNGEN 19
2.5 DICHTE UND BRECHUNGSINDEX VON EIS 22
3 THEORETISCHE GRUNDLAGEN ZUR MODELLIERUNG POLARIMETRISCHER RADARSIGNALE
25
3.1 DIE DISKRETE DIPOL-APPROXIMATION 26
3.1.1 THEORIE DER DDA 29
3.1.2 GENAUIGKEIT DER DDA 31
3.1.3 VERGLEICH DDA / FDTD 37
3.2 GRUNDLAGEN DER RADARMESSUNG 38
3.2.1 DIE RADARGLEICHUNG 39
3.2.2 POLARIMETRISCHE RADARPARAMETER 40
3.2.3 EFFEKTIVE REFLEKTIVITAET 42
4 STREUUNG AN EINZELNEN KRISTALLEN 44
4.1 BEDEUTUNG DER PARTIKELFORM UND PARTIKELORIENTIERUNG 44
4.1.1 PARAMETER ZUR DARSTELLUNG DER PARTIKELGROESSE 44
4.1.2 REFLEKTIVITAET
ZM
UND LINEARES DEPOLARISATIONSVERHAELTNIS LDR 46
4.1.3 DIFFERENZIELLE REFLEKTIVITAET
ZDR 51
4.1.4 DIFFERENZ-REFLEKTIVITAET
ZDP
52
4.1.5 DISKUSSION WEITERER RADARPARAMETER 55
4.2 BERUECKSICHTIGUNG INTERNER LUFTEINSCHLUESSE 56
4.3 EINFLUSS DES ANTENNEN-ELEVATIONSWINKELS UND DER RADAR-FREQUENZ 58
4.4 ZUSAMMENFASSUNG 64
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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5 STREUUNG DURCH EIN ENSEMBLE VON KRISTALLEN
00
5.1 EINFLUSS DER FORM DER GROESSENVERTEILUNG
66
5.1.1 MEDIAN R
M 67
5.1.2 KRUEMMUNGSPARAMETER A
69
5.1.3 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER GROESSENVERTEILUNGEN 70
5.2 EFFEKTE DURCH FORM UND ORIENTIERUNG DER KRISTALLE 72
5.2.1 REFLEKTIVITAET
72
5.2.2 GUELTIGKEIT DER RAYLEIGH-APPROXIMATION BZW. DER MIE-THEORIE 73
5.2.3 LINEARES DEPOLARISATIONSVERHAELTNIS 76
5.3 BEDEUTUNG DES GROESSENBEREICHS DER KRISTALLE 77
5.4 PARAMETRISIERUNG DER IWC-Z-BEZIEHUNG 78
5.5 TECHNISCHE ASPEKTE POLARIMETRISCHER RADARMESSUNGEN 81
5.5.1 KANALTRENNUNG
81
5.5.2 SENSITIVITAET
82
5.5.3 RELATIVE EICHUNG
84
5.5.4 ABSOLUTE EICHUNG
84
5.6 ANMERKUNGEN ZUR SYNERGIE MIT ANDEREN INSTRUMENTEN 85
5.7 ZUSAMMENFASSUNG
87
6 BEISPIELE VON
RADARMESSUNGEN 89
6.1 LINEARES DEPOLARISATIONSVERHAELTNIS 89
6.2 DIFFERENZIELLE REFLEKTIVITAET 92
6.3 INSEKTEN IM RADARSIGNAL 94
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 99
8 ANHANG 102
9 LITERATURVERZEICHNIS 106 |
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