Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg

Karteikarten und Zusammenfassungen für Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg

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Beispielhafte Karteikarten für Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg auf StudySmarter:

Was versteht man unter einem lokalen Thermodynamischen GG?

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Nennen Sie Beispiele für Rayleigh Streuung.

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Welche Streuregime gibt es? Von was ist Streuung abhängig? 

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Nennen Sie Beispiele für gequantelte interne Freiheitsgrade des Mediums Luft.

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Was versteht man unter einem linearen Medium? Ist die Atmosphäre ein lineares Medium?

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Wieso ist die Streuung abhängig von der Wellenlänge?

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Was ist AIRS?

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Wie werden Bilder im sichtbaren und IR Bereich gemessen?

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Was ist der AVHRR?

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Geben Sie Beispiele für Beugungsphänomene.

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Erläutern Sie die Begriffe Spekulare- und Lambertsche-Reflektion.

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Nennen Sie Beispiele für passive Fernerkundungsmethoden.

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Beispielhafte Karteikarten für Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg auf StudySmarter:

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Was versteht man unter einem lokalen Thermodynamischen GG?

  • EN entsprechend der Boltzmann- Statistik Verteilung –>Planck Funktion gilt
  • Stellt sich ein wenn man Moleküle in Ruhe lässt durch:

–> Zussammenstöße + Energieausgleich untereinander

–> Gilt für Troposphäre, Stratosphäre meistens, Thermospähre eher nicht –> zu seltene Stöße

  • Bricht zusammen, wenn:

–> Prozesse, die die Boltzmann-Verteilung stören, schneller sind als die, die sie fördern 

Bsp. Viel Strahlung da ist, die hohe Energieniveaus anregt oder freie Weglänge hoch ist, so dass Moleküle selten zusammenstoßen 

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Optik, Strahlung, Fernerkundung

Nennen Sie Beispiele für Rayleigh Streuung.

  • Wetterradar, Radarrückstreuung von Regen
  • Blauer Himmel, Streuung von sichtbaren Licht an den Luftmolekülen

–> Luftmoleküle haben richtige Größe zur sichtbaren Wellenlänge

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Welche Streuregime gibt es? Von was ist Streuung abhängig? 

1. Mie-Streuung, Rayleigh-Streuung und geometrische Optik

Von was hängt Sie ab?

  • Richtung sowohl von der Beobachtungsposition wie von der Position der Strahlungsquelle relativ zum Streuobjekt. 
  • Wellenlänge/Frequenz
  • Größe und Form des Streuobjekts 

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Nennen Sie Beispiele für gequantelte interne Freiheitsgrade des Mediums Luft.

Moleküle wie: Stickstoff N2, Sauerstoff O2, Kohlendioxid CO2, Spurengase wie Ozon O3 können nur bei bestimmten Frequenzen absorbieren 

–> Nur diskrete Zustände in Rotation und Vibration möglich –> Energieniveaus –> Energie der Strahlung muss genau passen

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Was versteht man unter einem linearen Medium? Ist die Atmosphäre ein lineares Medium?

Extinktion ist proportional zur Menge des Absorbers, und alle verschiedenen Prozesse addieren sich

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Optik, Strahlung, Fernerkundung

Wieso ist die Streuung abhängig von der Wellenlänge?

  • Je kleiner die Frequenz (je größer die Wellenlänge), desto größer müssen streuende Objekte sein, um eine Rolle zu spielen.

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Was ist AIRS?

Atmospheric InfraRed Sounder

–> Instrument

  • Modernes hyperspektrales Instrument wie IASI
  • Teil von synergystischen Instrumenten – viele nacheinander
  • Horizontale Auflösung nicht so gut, dafür über 2000 Spektrale Kanäle
  • Liefert Temperaturprofil und Wasserdampfprofil
  • Vertikale Auflösung kommt aus der spektralen! Wissen über Absorptionbanden
  • Vertikal Profil von Spurengasen durch Vergleich von benachbarten Frequenzen

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Wie werden Bilder im sichtbaren und IR Bereich gemessen?

Sichbaren: Gemessen wird das reflektierte Sonnenlicht –> Wolken erscheinen hell (hohe Albedo)

IR-Bereich: Wolken sind kälter als der Erdboden –> haben daher weniger IR Abstrahlung und müssten schwarz erscheinen –> Umdrehen der Grauskala

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Was ist der AVHRR?

Instrument

  • Advanced Very High Resolution Radiometer –> Standard Meteorologischer Sensor für Bilder
  • Auf Polarumlaufenden Satelliten
  • Sowie SEVERI Instrument auf METEOSAT
  • Auf allen METOP und NOAA
  • Scannt fast 3000km und räumliche Auflösung 1km dafür spektrale nicht so gut
  • Für vieles Kanäle geschickt kombinieren

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Geben Sie Beispiele für Beugungsphänomene.

  • Interferenz von Licht oder Wasserwellen
  • Gitterspektrospokie(Licht Zerlegung)
  • Irisierende Wolken (alle Tröpfchen ähnlich groß + Verhältnis Wellenlänge zur Tröpfchengröße entscheidend) 

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Erläutern Sie die Begriffe Spekulare- und Lambertsche-Reflektion.

  • Reflektion hängt allgemein von allen 4 Winkeln ab (2ein, 2aus) – Sonderfälle:
  • Spekulare Reflektion ist wie ein Spiegel – Reflektion exakt nach Einfalls=Ausfallswinkel

  • Die Lambertsche Reflektion ist unabhängig von allen Winkeln –> Strahlt in alle Richtungen gleich viel (Ideal mattes Auto) 

Optik, Strahlung, Fernerkundung

Nennen Sie Beispiele für passive Fernerkundungsmethoden.

  • zeichnen die von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung auf sowie die von der Erdoberfläche selbst emittierte Wärmestrahlung
  • Senden selbst nichts aus!!!!
  • Bsp. Luftbilder, Multispektralscanner, Wärmebildkameras
  • Oder passive Mikrowellenradiometer (MWR) wie auf ENVISAT zur bestimmung von Bodenfeuchte + Salzgehalt

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