Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI

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Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe 280 m 270 m 260 m 250 m 240 m 230 m 250 300 Wm b) r23_7_2 0 10 20 μm -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.1 0.2 gm 0.3 -3 1 400 m 1 350 m 1 300 m 1 250 m 250 300 Wm 600 m c) r20_7_2 0 10 20 μm -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.1 0.2 gm 0.3 -3 550 m 500 m 450 m 800 m 700 m 600 m 500 m 400 m 800 m 600 m 400 m a) r24_7_8 250 300 d) r12_7_2 250 300 e) r22_6_1 Wm 0 10 20 μm -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.1 0.2 gm 0.3 -3 Wm 0 10 20 μm -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.1 0.2 gm 0.3 -3 Messung abwärts aufwärts 250 300 Wm langw. Flußdichten -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 kurzw. rel. Flußdichten Durchmesser d 0 10 20 μm m d 0 0.1 0.2 gm 0.3 Flüssigwassergehalt m -3 Abbildung 6.14: Vergleich zwischen gemessenen Pro len der terrestrischen und der solaren Strahlungs u dichte sowie dem optimierten Strahlungstransport-Modell in der ZSA.
Eigenschaften von Rockel et al. [1991] verwendet. Für den solaren Spektralbereich erweist sich das modifizierte Modell als am besten geeignet. Die optischen Wolkeneigenschaften (optische Dicke, Einfachstreualbedo und Asymmetriefaktor) werden nach Slingo [1989] parametrisiert. Die Modifikation bezieht sich auf die -Eddington-Approximation. Dabei bleibt die Behandlung der diffusen Strahlung unverändert, nur die Berechnung der direkten Strahlung wird auf Basis der analytischen Henyey-Greenstein-Phasenfunktion realistischer formuliert. Die Berechnung der Strahlungsflußdichten erfolgt nur im Bereich der Wolken. Dazu wird für das terrestrische Modell die Gegenstrahlung am Oberrand und die Ausstrahlung am Unterrand des Modells aus den Flußdichtemessungen vorgegeben. Beim solaren Strahlungstransport-Modell wird die Globalstrahlung (obere Modellgrenze) und die Albedo (untere Modellgrenze) aus den Messungen vorgegeben. Für beide Modelle ergibt sich die Aufteilung der Flußdichten auf die spektralen Intervalle der Global- und Gegenstrahlung an der Wolkenobergrenze durch Rechnungen mit dem Modell MODTRAN 3.7. Diese Rechnungen erfolgen für sommerliche, arktische Profile der Temperatur, Feuchte, Spurengase und Sonnenzenitwinkel. In die spektrale Aufteilung der Intervalle geht der Zenitwinkel der Sonne mit ein. Die rechten Grafiken der Abbildungen 6.14 zeigen den Flüssigwassergehalt m (gestrichelte Linien) und den mittleren Teilchendurchmesser d (durchgezogene Linien). Diese Daten stammen aus Messungen von Teilchenspektren mit der FSSP-100 Sonde [Hartmann et al., 1997]. Tabelle 6.8 zeigt einige strahlungsrelevanten Eigenschaften. Die unterste Zeile gibt die Mittelwerte und Standardabweichungen aller 31 Meßprofile während REFLEX III wider. Weitere Meßgrößen können den Tabellen 6.1 und 6.2 entnommen werden. Die optimierte ZSA wird anhand gemessener Flußdichteprofile mit maximaler und minimaler Flüssigwassersäule und Teilchendurchmesser überprüft. Die Variation der fünf ausgewählten Meßfälle beträgt für die Flüssigwassersäulen 4.1 bis 78.3 g m ,2 ,für den Teilchendurchmesser d 3.9 bis 15.7 m aber der Zenitwinkel ist mit 60.1 bis 63 nahezu konstant. Die kurz- und langwellige optische Dicke beschreibt den Mittelwert über die optischen Dicken der jeweiligen solaren oder terrestrischen Spektralbereiche. Tabelle 6.8: Zusammenstellung der strahlungsrelevanten Wolkeneigenschaften Profil Nr. optische Dicke Flüssigwassersäule mittlerer Durchmesser Zenitwinkel langw. kurzw. g m ,2 m deg r22 6 1 11.2 15.2 78.25 10.4 60.1 r12 7 2 8.4 10.6 50.80 15.7 61.8 r20 7 2 2.4 3.5 13.99 12.2 61.6 r23 7 2 0.8 1.2 4.12 3.9 62.1 r24 7 8 0.9 1.6 5.37 13.8 63.0 Mittelwerte der 31 Meßfälle: 27.7 18.5 11.9 3.5 63 2
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Solare und terrestrische Strahlungs
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Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung
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5 Einfluß von Wolken auf den Strah
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Zusammenfassung Strahlungsprozesse
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1 Einleitung Viele bedeutende meteo
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Die Wirkung der unterschiedlichen a
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2 Theoretische Grundlagen der Strah
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ei gleichem Partikelradius (r =4 m)
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Wellenlänge λ 10 2 μm 10 effekti
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2.3.3 Spektral breitbandige optisch
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Aufgrund ihrer unterschiedlichen Wi
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(Gauss-Lobatto-Gewichte) der Winkel
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θ = θ0 nein ● Eingabe Einfachst
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Die zugrundeliegende Idee der ZSA g
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Tabelle 2.1: Zusammenfassung der Di
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In Zwei-Strom-Approximationen wird
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Die effektive optische Dicke e ist
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3 Bedeutung gängiger Parametrisier
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Emissionsgrad ε Diffusivitätsfakt
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3.2 Die Phasenfunktion und die dara
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exakten Mie-Rückstreufunktion. Die
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A und B (Verbindungslinie). Würde
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4 Datenbehandlung und Datenqualitä
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nach dem Cosinus-Gesetz. Die Winkel
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