Referenznetzwerk für Klimauntersuchungen in der oberen Erdatmosphäre | GRUAN
Das GCOS Reference Upper Air Network (GRUAN, Referenznetzwerk für Klimauntersuchungen in der oberen Erdatmosphäre) des Global Climate Observing System (GCOS, https://gcos.wmo.int/site/global-climate-observing-system-gcos) ist ein internationales Beobachtungsnetz, das den Genauigkeitsanforderungen der Klimaforschung gerecht wird. GRUAN ist eine Initiative der WMO (World Meteorological Organization) und Bestandteil von GCOS. Die GRUAN-Beobachtungen liefern langfristig Klimadaten von hoher Qualität. Diese können u.a. zur Kalibrierung von Satellitendaten und für wissenschaftliche Studien atmosphärischer Prozesse genutzt werden. Teil der GRUAN-Messausrüstung mit höchster Priorität sind GNSS-Empfänger zur Wasserdampfbestimmung.
Beiträge des GFZ zu GRUAN
GRUAN-Arbeitsgruppe für GNSS-Wasserdampfmessungen
Die GRUAN-Arbeitsgruppe für GNSS-Wasserdampfmessungen (GNSS precipitable water Task Team) wurde im Sommer 2010 als eine von sechs GRUAN-Arbeitsgruppen gegründet. Wesentliche Aufgabe der Arbeitsgruppe ist die Formulierung von Anforderungen an die Messausrüstung und die Datenanalyse und deren Umsetzung, um den hohen Genauigkeitsanforderungen der Klimaforschung gerecht zu werden. Das GFZ ist seit 2011 Mitglied dieser Arbeitsgruppe.
GNSS-Stationsnetz für GRUAN
GFZ betreibt ein globales Netzwerk von GNSS-Empfängern, die auf GRUAN-Stationen installiert sind. Aus den derzeit insgesamt 33 GRUAN-Stationen sind 20 Stationen mit GNSS-Empfängern ausgerüstet (Stand März 2025) und in die operationelle GNSS-Wasserdampfbestimmung einbezogen (Abb. 1, blaue Punkte).
Ein Beispiel dazu ist die GRUAN-Station Ny-Ålesund auf Spitzbergen, Norwegen (https://www.gruan.org/network/sites/ny-aalesund). Dort betreibt das GFZ ein GNSS-Empfangssystem (Abb. 2) als Teil der GRUAN-Station des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) und des Französischen Institut Polaire Paul Emile Victor (IPEV). Diese Messstation ist die weltweit erste, die entsprechend den Standards von GRUAN zertifiziert wurde.
Zentrales GNSS-Datenauswertezentrum für GRUAN
Die GNSS-Beobachtungen für GRUAN sollen langfristig Daten hoher Qualität zur Ableitung von Klimatrends liefern und zum besseren Verständnis atmosphärischer Prozesse beitragen. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Auswertung der Daten. Das GFZ wurde 2013 aufgrund der langjährigen GNSS-Analyseerfahrung von der WMO als Zentrales GRUAN-GNSS-Datenauswertezentrum ausgewählt (https://www.gruan.org/network/processing-centres).
Abb. 3 zeigt ein Beispiel für GNSS-Wasserdampfdaten der Station Ny-Ålesund.
Produkte
Dick, G., Wickert, J., Zus, F., Männel, B., Bradke, M., Ramatschi, M., Brandt, A. (2024): GFZ GNSS-derived precipitable water vapor for climate reference network GRUAN. V. 1.0. GFZ Data Services. https://doi.org/10.5880/GFZ.1.1.2024.003
Literatur
Dick, G., Zus, F., Wickert, J., Männel, B., and Ramatschi, M. (2024): GNSS Precipitable Water Vapour for Climate Monitoring, EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, 14–19 Apr 2024, EGU24-11213, doi.org/10.5194/egusphere-egu24-11213
Wickert, J., Dick, G., Schmidt, T., Asgarimehr, M., Antonoglou, N., Arras, C., Brack, A., Ge, M., Kepkar, A., Männel, B., Nguyen Thai, C., Oluwadare, T. S., Schuh, H., Semmling, M., Simeonov, T., Vey, S., Wilgan, K., Zus, F. (2020): GNSS Remote Sensing at GFZ: Overview and Recent Results. - ZfV: Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, 145, 5, 266-278, doi: 10.12902/zfv-0320-2020
Ning, T., Wang, J., Elgered, G., Dick, G., Wickert, J., Bradke, M., Sommer, M., Querel, R., and Smale, D. (2016): The uncertainty of the atmospheric integrated water vapour estimated from GNSS observations, Atmos. Meas. Tech., 9, 79–92, https://doi.org/10.5194/amt-9-79-2016