Titel: Regularisierungsverfahren zur Rekonstruktion von Aerosolgrößenverteilungen aus LIDAR - Meßdaten

Abstract

In Zeiten, in denen die Auswirkungen des Klimawandels nicht mehr nurPrognosen wisschenschaftlicher Untersuchungen sind, sondern sich auf besorgniserregende Weise in Form messbarer klimatischer VerÄanderungen manifestieren, wächst das Bedürfnis nach Verständnis der vielschichtigen Ursachen. Klimamodelle fassen die aus empirischen Messungen verschiedener Parameter gewonnenen Erkenntnisse zusammen. Bei der Bestimmung dieser Parameter stellt sich in den meisten Fällen das Problem, dass die interessierenden Grössen nicht direkt gemessen werden kÄonnen, sondern aus den Messdaten - unter Zuhilfenahme eines mathematischen Modells der physikalischen Vorgänge - abgeleitet werden müssen.Die vorliegende Arbeit studiert die Rekonstruktion der Partikelgrössenverteilung luftgetragener Partikel (Aerosole) aus LIDAR- Messdaten. Das LIDAR-Verfahren ist ein bodengestütztes Fernmessverfahren, welches vom Boden aus Laserpulse bekannter Intensität in die Atmosphäre sendet und die an den (kugelförmigen) Partikeln in verschiedenen Schichten der Atmos- und Stratosphäre zurückgestreute Energie wiederum am Boden misst. Dabei wird über die Laufzeit des Lasers die Höhe des streuenden Partikels bestimmt. Aus diesen Intensitätsdaten werden zwei Grössen bestimmt: ein Extinktions- und ein Rückstreukoeffizient. Die Bestimmung dieser Koeffizienten ist nicht Gegenstand dieser Arbeit. Das hierstudierte Problem der Rekonstruktion der Partikelgrössenverteilung setzt die Kenntnis der Extinktionskoeffizienten und Rückstreukoeffizienten voraus.In der vorliegenden Arbeit wird versucht, ein Gleichgewicht zwischen Theorie und Anwendung zu finden. Es werden einerseits Resultate theoretischer Natur, andererseits aber auch Algorithmen zur Verfügung gestellt, welche sowohl Datenfehler als auch die geringe Anzahl zur Verfügung stehender Messwerte berücksichtigen.