Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI

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