Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg
Karteikarten und Zusammenfassungen für Optik, Strahlung, Fernerkundung an der Universität Hamburg
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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
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Welche verschiedenen Bilder von Strahlung kennen Sie?
- Wellenbild --> Maxwell Gleichungen
- Teilchenbild --> Einstein / Planck
- Strahlenbild --> Geometrische Optik
- Radianzbild (Energie/(Fläche, Raumwinkel, Frequenzintervall)) --> Strahlungstransfergleichung
- Energiebilanzbild --> Strahlungsflüsse, Heating Rates, Thermodynamik
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Wie lautet das erste Keplersche Gesetz?
Die Satelliten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem ihrer Brennpunkte steht die Erde.
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Wie lautet das zweite Keplersche Gesetz?
Ein von der Erde zum Satelliten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.
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Wie lautet das dritte Keplersche Gesetz?
Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Satelliten verhalten sich wie die Kuben (dritten Potenzen) der großen Halbachse der Ellipse.
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Wann lebte James Maxwell?
James Clerk Maxwell
1831-1879
--> Maxwell Gl. essentiell für Beschreibung der Phänomene im Elekromagnetismus
--> Zusammenhang zwischen E und B Feld, elektrischen und magnetischen Strömen
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Was ist ein dispersives Medium?
--> Dispersionsrelation ist die Beziehung zwischen der Kreisfrequenz ω und der Kreiswellenzahl k - Im einfachsten Fall proportional also keine Dispersion, wenn aber...
𝑛 = 𝑛 (𝜈) , dann gibt es Dispersion. Man spricht dann von einem dispersiven Medium. Luft ist nicht dispersiv, Glas schon.
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Erläutern Sie die Begriffe Brechung und Beugung von Licht.
Brechung: Änderung der Ausbreitungsrichtung einer Welle aufgrund einer räumlichen Änderung ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit
Beugung: Ablenkung von Wellen an einem Hindernis
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Was sind die Axiome der Strahlenoptik?
- Vorstellung: Licht breitet sich in homogenem Material geradlinig aus.
- An der Grenze zwischen zwei homogenen isotropen Materialien wird das Licht im Allgemeinen nach dem Reflexionsgesetz reflektiert und nach dem Brechungsgesetz gebrochen.
- Der Strahlengang ist umkehrbar, die Lichtrichtung auf einem Lichtstrahl ist belanglos.
- Die Lichtstrahlen durchkreuzen einander, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
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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
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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
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Warum ist Strahlung wichtig in der Meteorologie?
- Optische Phänomene (Regenbogen, Halos)
- Klima ergibt sich aus Gesamtstrahlungsbilanz der Erde
- Beiträge zur Diabatische Erwärmungsrate in der Atmosphäre: Strahlung (kontinuierlich und über große Abstände) Bsp. Latente Wärme, Turbulenter Fluss, fühlbarer Wärme, Direkte Wärmeleitung
- Fernerkundung oft einzige Informationsquelle
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