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Classification of Fog Life‐Cycle Phases Using Ground‐Based and Satellite‐Based Observations

Pinilla, Maria Laura ORCID iD icon 1,2,3; Pauli, Eva ORCID iD icon 1,3; Senn, Johannes Antenor ORCID iD icon 4; Cermak, Jan ORCID iD icon 1,3,5
1 Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Meteorologie und Klimaforschung Troposphärenforschung (IMKTRO), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Geographie und Geoökologie (IFGG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMKASF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

A complete understanding of the fog life cycle—defined as formation, maturity, and dissipation phases—provides a basis for better predictions of fog formation and dissipation. While satellites can observe fog and low stratus (FLS) over a large spatial extent, ground-based instruments provide more detailed vertical and temporal information about fog at specific locations. In this study, we classify the life-cycle phases of radiation fog events during autumn 2009–2015 at a ground station in Southwest Germany by combining geostationary satellite observations with ceilometer and in situ measurements. For this, we develop a life-cycle phase classification algorithm that automatically detects the start and end times of each phase based on visibility trends and thresholds. Unlike other methodologies, we define fog life cycles not only through a visibility threshold of 1000 m but also by the processes involved during fog formation and dissipation. These processes are identified through changes in visibility trends and values and validated against backscatter patterns. Furthermore, we demonstrate that ground-based visibility detects radiation fog phases effectively, while its combination with ceilometer data has the potential to detect the life-cycle phases of cloud-base-lowering fog events. ... mehr


Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000186067
Veröffentlicht am 24.10.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Geographie und Geoökologie (IFGG)
Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK)
Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMKASF)
Institut für Meteorologie und Klimaforschung Troposphärenforschung (IMKTRO)
Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0035-9009, 1477-870X
KITopen-ID: 1000186067
HGF-Programm 12.11.26 (POF IV, LK 01) Aerosol-Cloud-Climate-Interaction
Weitere HGF-Programme 12.17.21 (POF IV, LK 01) Membrane materials & processes in water process engineering
Erschienen in Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
Verlag John Wiley and Sons
Projektinformation VP: ACTRIS-D-NF (BMFTR, 01LK2001B)
Bemerkung zur Veröffentlichung in press
Vorab online veröffentlicht am 23.10.2025
Schlagwörter fog, fog life-cycles, fog formation, fog dissipation, low stratus, visibility
Nachgewiesen in Dimensions
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