Radiatively Active Trace Gases and Their Monitoring by Optical Remote Sensing

Abstract

Apart from CO₂ and atmospheric water, the major radiatively active trace gases are CH₄, N₂0, tropospheric and stratospheric O₃, CFCl₃, CF₂C1₂, and CHC1F₂. With exception of ozone, the average residence time of all these substances is longer than 5 years, in most cases even longer than 20 years. The longer the residence time of a gas is, the smaller is the variability of its measured mixing ratios. Thus, only a few measurements are required to determine the increasing global trend of almost all radiatively active gases. In general, these few measurements can be conveniently made with classical techniques, and there is no urgent need for the development of remote sensing techniques for this purpose. In particular, however, the development of special instruments for remote sensing of ozone and water as well as for flux determination of methane may be of interest for the community of atmospheric scientists. These examples will be discussed shortly.

Zusammenfassung

Die wichtigsten klimawirksamen Gase sind, neben CO₂ und atmosphärischem Wasser, die Spurengase CH₄, N₂0, troposphärisches und stratosphärisches O₃, und die Fluorchlorkohlenwasserstoffe CFC1₃, CF₂C1₂, CHClF₂. Mit Ausnahme von Ozon ist die mittlere Verweilzeit dieser Gase in der Atmosphäre länger als 5 Jahre, in den meisten Fällen länger als 20 Jahre. Je länger die mittlere Verweilzeit eines Gases ist, desto weniger schwanken die gemessenen Konzentrationen. Bei langlebigen Spurengasen reichen deshalb zur Trendüberwachung nur wenige Messungen aus. Zur Durchführung dieser Messungen reichen im allgemeinem die bisherigen Meßverfahren aus. Aus der Sicht der Atmosphärenforschung kann die Entwicklung von Fernerkundungsverfahren deshalb nur für spezielle Fragestellungen sinnvoll sein, wie für die Vermessung der Ozon- und Wasserverteilung oder für die Bestimmung von Methanflüssen aus unterschiedlichen Quellen. Diese Beispiele werden kurz andiskutiert.