On the sampling of airborne reflectance measurements above broken cloud fields

Summary

The geometry of airborne reflectance measurements above broken cloud fields is simulated for various flight levels, artificial and natural cloud distributions with a simple ray-tracing technique. A similarity relation, which uses the cloud structure within the field of view of the pyranometer below the aircraft, could be derived to extrapolate from these airborne samples to averages over larger areas, which for instance are covered by several pixels of satellite measurements. The data probes were obtained during the first flight of the metric camera (MOMS-O1) in the “Shuttle Pallet Satellite”. The application of this method in field experiments requires areal overviews (photographs from aircraft or satellites) of the experiment site to be sampled from aircraft.

Zusammenfassung

Die Geometrie von Strahlungsmessungen oberhalb durchbrochener Bewölkung vom Flugzeug aus ist mit einer einfachen jay „tracing”-Methode simuliert worden. Berücksichtigt wurden verschiedene Flughöhen und sowohl künstliche wie auch natürliche Wolkenverteilungen. Die Ableitung einer Ähnlichkeitsbeziehung zwischen den Wolkenfeldstrukturen unterhalb des Flugzeugs im Sichtfeld eines Pyranometers und denen der weiteren Umgebung gestattet die Hochrechnung von Messungen entlang der Flugstrecke auf Gebietsmittel verschiedener Strahlungsparameter eines größeren Bereiches. Diese können zum Beispiel aus entsprechenden Satellitendaten abgeleitet werden. Die verwendeten Wolkenfelddaten stammen vom ersten Flug einer hochauflösenden metrischen Kamera (MOMS-01) an Bord des „Shuttle Pallet Satellite”. Die Anwendung dieser Methode bei Feldexperime nten erfordert Übersichtsphotographien (z.B. von hochfliegenden Flugzeugen oder von Satelliten) des zu untersuchenden Gebietes.