Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI
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6 Optimierung einer<br />
Zwei-Strom-Approximation (ZSA)<br />
durch Vergleiche <strong>zwischen</strong><br />
gemessenen <strong>und</strong> modellierten<br />
Profilen der Strahlungsflußdichte<br />
Unsicherheiten bei der Strahlungstransport-Modellierung bewirken Fehler bei der Berechnung<br />
des Strahlungshaushaltes der Atmosphäre <strong>und</strong> des Untergr<strong>und</strong>es. Selbst aufwendige<br />
Strahlungstransport-Modelle können die Strahlungsflußdichten nicht genauer als auf<br />
10 W m ,2 berechnen [Ellingson et al., 1991]. Weit größer sind die Fehler bei den gröberen<br />
Strahlungstransport-Konzepten in atmosphärischen Zirkulationsmodellen [Ellingson et al.,<br />
1991; Fouquart et al., 1991]. Zu diesen Fehlern kommen weitere Unsicherheiten aufgr<strong>und</strong><br />
der weitgehend unbekannten Wolkeninhomogenität. Reines Wasser wird als einziger Bestandteil<br />
der Wolkentropfen verwendet. Gelöste Gase <strong>und</strong> Kondensationskerne bleiben bei<br />
der Ableitung der optischen Wolkeneigenschaften unberücksichtigt.<br />
Demzufolge scheint es angebracht zu sein, Strahlungstransport-Konzepte anhand gemessener<br />
Strahlungsflußdichten der Realität anzupassen. Um eine gute Übereinstimmung <strong>zwischen</strong><br />
Ergebnissen von ZSA mit Messungen der Strahlungsflußdichte zu erziehlen, sind<br />
die üblichen einfachen Parametrisierungen durch geeignetere zu ersetzen (s. auch Kap. 3).<br />
Im folgenden Kapitel wird die Eignung von Parametrisierungen wird überprüft, indem<br />
der Einfluß einzelner strahlungsrelevanten Eigenschaften auf die Strahlungsflußdichte-<br />
Profile untersucht wird. Zu diesem Zweck wird ein lineares empirisches Flußdichtemodell<br />
entwickelt, das an die Profilmessungen der Strahlungsflußdichte in Abhängigkeit von<br />
strahlungsrelevanten Wolkeneigenschaften in optimaler Weise angepaßt wird. Dieses empirische<br />
Flußdichtemodell wird zur Ableitung makroskopischer optischer Wolkeneigenschaften<br />
<strong>und</strong> zum Vergleich mit Zwei-Strom-Modellen eingesetzt, wobei nun systematisch<br />
einzelne strahlungsrelevante Größen variiert werden können. Schließlich werden frei wählbare<br />
Eingangsgrößen (Diffusivitätsfaktor <strong>und</strong> Diffraktionsspitze) des Zwei-Strom-Modells<br />
so optimiert, daß sie mit den Ergebnissen des empirischen Flußdichtemodells übereinstimmen.<br />
Ergebnis dieses Verfahrens sind optimierte – auf die Strahlungsflußdichte-Messungen<br />
abgestimmte – Parametrisierungen in der ZSA. Das optimierte Strahlungstransport-Konzept<br />
wird dann direkt mit den gemessenen Flußdichteprofilen verglichen, um die Qualität<br />
dieses Verfahrens zu überprüfen.
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