Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI

5.1 Flußdichteprofile im solaren und terrestrischen Spektralbereich
5.1.1 Flußdichteprofile in einer bewölkten Atmosphäre
Das Vertikalprofil der Global- und Reflexstrahlung veranschaulicht die geringe Absorptionsneigung
und den stark streuenden Charakter der Wolkentropfen (Abb. 5.2a). Die Differenz
zwischen der aufwärts- und abwärtsgerichteten Strahlung ist nahezu höhenkonstant
und somit wird – gegenüber der in die Wolke einfallenden Strahlung – kaum solare Strahlung
absorbiert. Dagegen ist der Gradient des Globalstrahlungsprofils in erster Näherung
proportional zum Flüssigwassergehalt der Wolke und damit in der Nähe der Wolkenobergrenze
am größten. Die Globalstrahlung ist unter der Wolke gegenüber wolkenfreien
Bedingungen reduziert, daher ist die im Meereis absorbierte solare Strahlung ebenfalls
vermindert.
Die Gegenstrahlung nimmt in der Wolke rasch zu. Sie kann in einer durchmischten Grenzschicht
die Temperaturstrahlung der Luft nicht übersteigen. Je größer der Flüssigwassergehalt
in der Wolke ist, desto kleiner wird die Differenz zwischen der Temperaturstrahlung
und der Gegenstrahlung im unteren Wolkenbereich. Im Gegensatz zur solaren Strahlung
wird durch die erhöhte langwellige abwärtsgerichtete Strahlung dem Meereis durch bodennahe
Wolken mehr Energie zugeführt. Die Oberflächentemperatur des Packeises liegt in
den arktischen Sommermonaten nahe an der bodennahen Lufttemperatur. Unterhalb und
im unteren Bereich der Wolke entspricht die Ausstrahlung der Temperaturstrahlung T 4
luft.
Erst durch Streuung in der Wolke sinkt die Ausstrahlung (durchgezogene Linie, Abb. 5.2b)
erkennbar unter die Werte der Temperaturstrahlung (fein gestrichelte Linie) ab, denn Streu-
-10˚
-5˚
0˚
5˚
82˚ 82˚
Meßgebiet
81˚ 81˚
80˚ 80˚
79˚ 79˚
78˚ 78˚
77˚ 77˚
Eisrand
76˚ 76˚
75˚ 75˚
74˚ 74˚
-10˚ -5˚ 0˚ 5˚ 10˚ 15˚ 20˚ 25˚
10˚
15˚
20˚
Spitzbergen
Abbildung 5.1: Einsatzgebiet der Flugzeuge wahrend REFLEX III.
25˚