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MKonthly assessment of TPW for Europe

Assessment texts on monthly mean tropospheric precipitable water, provided by ECSM - European Climate System Monitoring, WMO Regional Climate Centre (RCC) on Climate Monitoring

Gemeinsame nationale Initiative zur Validierung von EarthCARE, Teilvorhaben DWD

Gemeinsame nationale Initiative zur Validierung von EarthCARE, Teilvorhaben FZ Jülich

Entwicklung und Einsatz von GNSS-Fernerkundungsverfahren für die Erdbeobachtung

Die Radiookkultations-(RO)-Technik verwendet auf niedrigfliegenden (Low Earth Orbiter, LEO) Satelliten installierte Empfänger, um GPS/GNSS-Signale zu empfangen und Bogenmessungen der Erdatmosphäre und Ionosphäre durchzuführen. Aufgrund des Erfolgs der FormoSat-3/COSMIC- (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate, FS3/COSMIC) -Mission, bestehend aus sechs Mikro-LEO-Satelliten, hat das gemeinsame US- und taiwanesische RO-Team beschlossen, eine COSMIC-Folgemission (sog. FS7/COSMIC2) voranzubringen. Die GNSS-RO-Nutzlast mit Namen Tri-G GNSS Radio-occultation System (TGRS) wird mehrkanalige GPS-, GLONASS- und Galileo-Satellitensignale empfangen und in der Lage sein, mehr als 10.000 RO-Beobachtungen täglich zu verfolgen, nachdem sowohl schwache als auch starke Bahnneigungs-Konstellationen vollständig abgedeckt worden sind. Man geht davon aus, die dichteren RO-Szintillationsbeobachtungen zu nutzen, um die Struktur der Erdatmosphäre und -ionosphäre genau zu analysieren und zu modellieren.Zusätzlich könnte die spezielle Art von GNSS-Multipfadverzögerungen, die von der Erdoberfläche reflektiert werden, verwendet werden, um Erdoberflächenumgebungsdaten, wie Ozeanhöhen und Seegang, zu erfassen. Die Empfindlichkeit dieser Signalcharakteristika gegenüber Ausbreitungseffekten ist für verschiedene Arten der Umweltfernerkundung geeignet. Dies hat einen Bedarf deutlich gemacht, geeignete Empfänger zu entwerfen und zu entwickeln, die reflektierte und gestreute GPS/GNSS-Signale in Echtzeit erfassen und verarbeiten können, um die Speicherung riesiger Mengen an Rohdaten zu vermeiden. Wir schlagen auch vor, das feldprogrammierbare Gatterfeld (Field Programmable Gate Array, FPGA) auf die GPS/GNSS-Reflektometrieinstrumente anzuwenden, wobei eine hohe Synchronität und ein größtmöglicher Nutzen aus den verfügbaren Hardware-Ressourcen zu erzielen wäre. Mittels Simulink/Matlab kann das FPGA auch komplexe Delay-Doppler-Map- (DDM) -Daten in Echtzeit durch Korrelation der phasengleichen und Quadraturkomponenten der Basisbandsignale berechnen. Diese Studie wird neue Ziele und Ergebnisse der GNSS-Fernerkundung der Atmosphäre, Ionosphäre, und der Ozeane sowie neue Möglichkeiten für die zukünftige FS7/COSMIC2-Mission aufzeigen.Das Projekt wird am Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik TU Berlin in enger Kooperation mit Wissenschaftlern des GFZ, Potsdam und des GPS Science and Application Research Center (GPSARC) der NCU, Taiwan durchgeführt.Die Ziele des Projekts lassen sich wie folgt zusammenfassen:(1) Nutzung von GPS/GNSS-RO-Atmosphärendaten und Entwicklung hochentwickelter Algorithmen für die untere Troposphäre und klimatologische Untersuchungen,(2) Erfassung und Überwachung der sporadischen E(Es)-Schicht, Szintillationen und damit zusammenhängender Effekte einschließlich vertikaler Kopplungen und(3) Entwicklung eines Echtzeit-FPGA-basierten GPS/GNSS-Reflektometers für Anwendungen im Bereich von Meereshöhen- und Seegangsmessungen.

Sentinel-5P TROPOMI – Cloud Optical Thickness (COT), Level 3 – Global

This product displays the Cloud Optical Thickness (COT) around the globe. Clouds play a crucial role in the Earth's climate system and have significant effects on trace gas retrievals. The cloud optical thickness is retrieved from the O2-A band using the ROCINN algorithm. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Sentinel-5P TROPOMI – Cloud Fraction (CF), Level 3 – Global

Global Cloud Fraction (CF). Clouds play a crucial role in the Earth's climate system and have significant effects on trace gas retrievals. The radiometric cloud fraction is retrieved from the UV using the OCRA algorithm. Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Sentinel-5P TROPOMI – Cloud-Top Height (CTH), Level 3 – Global

Global Cloud-Top Height (CTH) as derived from the Sentinel-5P/TROPOMI instrument. Clouds play a crucial role in the Earth's climate system and have significant effects on trace gas retrievals. The cloud-top height is retrieved from the O2-A band using the ROCINN algorithm. Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Beobachtete und künftig zu erwartende globale Klimaänderungen

<p>Die Veränderungen im globalen Klimasystem haben seit 1950 rapide zugenommen und sind beispiellos im Vergleich zu den vorherigen Jahrtausenden. Der menschliche Einfluss hat zweifellos zur deutlichen Erwärmung der Atmosphäre, Ozeane und Landflächen geführt. Anhaltende Treibhausgas-Emissionen werden auch künftig starke Klimaänderungen und weitere Extremereignisse verursachen.</p><p>Aktueller Stand der Klimaforschung </p><p>Auf Basis deutlich verbesserter Kenntnis der Klimaprozesse, besserer (paläoklimatischer) Nachweise zu den Klimabedingungen vergangener Erdepochen und der Reaktion des Klimasystems auf den zunehmenden Strahlungsantrieb der Sonne ist der vom Menschen verursachte ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ eindeutig nachweisbar. Er wirkt sich bereits auf sehr viele ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wetter#alphabar">Wetter</a>⁠- und Klimaextreme in allen Regionen der Welt aus.</p><p>Dieser Einfluss des Menschen auf das Erdklima (anthropogener Klimawandel) und die damit einhergehenden weitverbreiteten Veränderungen zeigen sich in der schnellen Erwärmung der unteren ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ und der Ozeane, in den Veränderungen des globalen Wasserkreislaufs, in der weltweiten Abnahme von Schnee und Eis, im Anstieg des mittleren globalen Meeresspiegels und an veränderten Jahreszeiten. Zudem gibt es jetzt noch mehr beobachtete Veränderungen von Wetterextremen wie Hitzewellen, Starkniederschlägen, Überflutungen, Dürren und tropischen Wirbelstürmen sowie insbesondere noch mehr eindeutigere Belege für deren Zuordnung zum Einfluss des Menschen.</p><p>Die <a href="https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/">Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre</a> sind auch in den letzten 10 Jahren weiter angestiegen und haben 2024 jährliche Mittelwerte von 421 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppm#alphabar">ppm</a>⁠ für Kohlendioxid (CO2), 1.930 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppb#alphabar">ppb</a>⁠ für <a href="https://gml.noaa.gov/webdata/ccgg/trends/ch4/ch4_annmean_gl.txt">Methan</a> (CH4) und 337,7 ppb für Lachgas (N2O) erreicht. Die mittlere globale dekadische Oberflächentemperatur stieg im Zeitraum von 1880 bis 2024 um mehr als 1,3 °C (vgl. Abb. „Der Einfluss des Menschen hat das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ in einem Maße erwärmt, wie es seit mindestens 2.000 Jahren nicht mehr der Fall war"). Das Einzeljahr 2024 lag ca. 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau. Auf der Nordhalbkugel war die letzte Dekade die wärmste seit mehr als 125.000 Jahren. .&nbsp;</p><p>Zu erwartende globale Klimaänderungen</p><p>Bis Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Erwärmung der bodennahen Luftschicht fortsetzen. Alle zugrunde gelegten Treibhausgasemissionsszenarien ergeben bis Ende des 21. Jahrhunderts eine Temperaturzunahme. Je nach ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Szenario#alphabar">Szenario</a>⁠ kann die mittlere Erwärmung von 1,5 bis 5,7 °C im Vergleich zu vorindustriellen Bedingungen (Referenzperiode: 1850-1900) reichen. Nur unter der Voraussetzung äußerst ambitionierter Klimaschutzmaßnahmen und drastischer Verminderung der CO2- und anderer ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen ließe sich der mittlere Temperaturanstieg bis 2100 gegenüber der vorindustriellen Zeit auf 1,5 °C bis 2,4 °C begrenzen.</p><p>Nähere Informationen zum Sechsten Sachstandsbericht des Weltklimarats (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠-AR6) finden Sie auf der Seite der <a href="https://www.de-ipcc.de/250.php">Deutschen IPCC Koordinierungsstelle.</a></p><p>Die Teilberichte des AR6</p><p>Der Bericht der Arbeitsgruppe I des Weltklimarates ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠ kommt zu dem klaren Schluss, dass die vom Menschen verursachten (anthropogenen) Treibhausgasemissionen eindeutig die Ursache für die bisherige und die weitere Erwärmung des Klimasystems der Erde sind. Die zahlreichen ⁠Folgen der Klimaerwärmung⁠ - einschließlich der Extremereignisse – werden immer offensichtlicher und lassen sich direkt dem anthropogenen ⁠Treibhauseffekt⁠ zuordnen. Die Auswirkungen der globalen Klimaveränderungen sind somit intensiver und häufiger geworden und werden dies auch in den kommenden Jahrzehnten weiterhin tun. Der Anstieg der globalen, über 20 Jahre gemittelten Oberflächentemperatur wird im Vergleich zum vorindustriellen Niveau wahrscheinlich Anfang der 2030er Jahre den Wert von 1,5°C erreichen.</p><p>Mehr dazu, dass der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ schneller und folgenschwerer verläuft finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/ipcc-bericht-klimawandel-verlaeuft-schneller">hier</a>.</p><p>Im Fokus des zweiten Teilberichtes stehen die Folgen des Klimawandels sowie die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Anpassung_an_den_Klimawandel#alphabar">Anpassung an den Klimawandel</a>⁠. Der IPCC warnt: Die Klimarisiken für Ökosysteme und Menschen nehmen weltweit rapide zu. Nur konsequenter ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ und frühzeitige Klimaanpassung können Risiken verringern.</p><p>Der Teilbericht beschreibt sehr deutlich die Auswirkungen der Klimakrise. Bereits jetzt sind massive Folgen für Ökosysteme und Menschen in allen Regionen der Welt sichtbar und die weltweiten CO₂ Emissionen steigen weiter. Die Auswirkungen der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/klimarisiken-gefaehrden-lebens-umweltqualitaet">Klimakrise</a> werden Menschen und Ökosysteme selbst dann noch spürbar belasten, wenn es uns gelingt, entschieden umzusteuern und die Erderhitzung auf 1,5 °C zu begrenzen.</p><p>Mehr zur Anpassung an den Klimawandel finden sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimafolgen-anpassung">hier</a>.</p><p>Die wohl wichtigste Botschaft des dritten Teilberichtes ist, dass es technisch und ökonomisch nach wie vor möglich wäre, die globale Erwärmung entsprechend des Übereinkommens von Paris auf 1,5°C bis 2100 zu begrenzen. Dafür sind allerdings eine sofortige globale Trendwende sowie tiefgreifende ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Minderungen in allen Weltregionen und allen Sektoren nötig (d.h. in Energiesystemen, Städten, Land- und Forstwirtschaft, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, Gebäuden, Verkehr und Industrie). Sofortige Klimaschutzmaßnahmen würden das globale Wirtschaftswachstum nur geringfügig verringern – verglichen mit einer rein hypothetischen Entwicklung, die den Klimawandel gar nicht enthält. Verglichen mit den zu erwartenden Wirtschaftskrisen und Rezessionen bei einer Erwärmung von mehr als 1,8 °C stellen sofortige Klimaschutzmaßnahmen dagegen auch ökonomisch eine äußerst lohnende Investition dar.</p><p>Erstmalig stand auch das energie- und emissionssparende Verhalten in Unternehmen und im Alltag im Zentrum des Teilberichtes. Weltweit verbesserte Rahmenbedingungen wie politische und regulatorische Instrumente, internationale Zusammenarbeit, Marktinstrumente (z.B. CO₂-Bepreisung), Investitionen, Innovationen, Technologietransfer, Aufbau von Know-How sowie klimafreundliche Lebensstile bieten Möglichkeiten, die notwendigen System-Transformationen im Einklang mit nachhaltiger Entwicklung und globaler Gerechtigkeit zu gestalten.</p><p>Armutsbekämpfung und eine gesicherte Energieversorgung könnten global ohne signifikante Emissionssteigerungen erreicht werden. Die allerwichtigsten Optionen liegen dabei in der Nutzung von Sonnenenergie und Windkraft sowie im Mobilitäts-, Gebäude- und Ernährungs-Sektor (hier vor allem weniger Fleischkonsum), aber auch besonders im Schutz und der Verbesserung der Wirksamkeit von Ökosystemen (vor allem der globalen Wälder und Moore).</p><p>Hier haben wir für Sie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/minderung-des-klimawandels-was-notwendig-moeglich">Kernaussagen des dritten Teilberichts</a> zusammengefasst.</p>

RunID 178 MPIOM/HAMOCC/REMO RCP4.5 r1

Dynamical downscaling for the Northwest European Shelf with the regionally coupled ocean-atmosphere climate system model MPIOM/HAMOCC/REMO. Parent global simulation is the first realization (r1) of the CMIP5 simulation by MPI-ESM-LR under RCP4.5 radiative forcing. Coupling domain EURO-CORDEX, coupling time step 1h. Horizontal resolution ocean: ~5 km southern North Sea, ~12 km shelf break. Horizontal resolution atmosphere: ~25 km Initialized by end of "RunID 166 MPIOM/HAMOCC/REMO historical r1"

Monthly validation of cloud fractional cover

Graphs on validation of mean cloud fractional cover product, provided by ECSM - European Climate System Monitoring, WMO Regional Climate Centre (RCC) on Climate Monitoring

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