Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI

z
z
a) mittlere Nettoflußdichte
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.1 0.2 0.3
f1 d) direkte Strahlung
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.05 0
f4 0.05
b) Flüssigwassersäule
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
e) Albedo
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.05 0 0.05
f 2
-0.05 0 0.05
f 5
c) Durchmesser
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
f) Globalstrahlung
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.05 0 0.05
f 3
-0.05 0 0.05
f 6
Abbildung 6.3: Funktionen fi zur Entwicklung der solaren Netto u dichte, sonst wie Abbildung
6.1.
b) Reflexstrahlung
Da die Wolken im solaren Spektralbereich vor allem streuen und kaum absorbieren, ist
die Differenz zwischen Globalstrahlung und Reflexstrahlung nahezu höhenunabhängig, so
daß sich die Funktionen fi für die Entwicklung der Globalstrahlung (Abb. 6.1) und für die
Entwicklung der Reflexstrahlung (Abb. 6.2) im wesentlichen nur durch einen konstanten
Betrag unterscheiden. Im Unterschied zum Profil der Globalstrahlung zeigt sich im Reflexstrahlungsprofil
deutlich der Einfluß der Meereisalbedo und der Einfluß der direkten
Strahlung. Eine bei gleicher Globalstrahlung erhöhte direkte Strahlung an der Wolkenoberseite
führt zu einem signifikant geringeren Transmissionsgrad der Wolke mit gleicher
Albedo des Gesamtsystems.
c) Solare Nettoflußdichte
Die Differenz der Nettoflußdichten zwischen der Wolkenober- (z = 1) und der Wolkenunterseite
(z = 0) ist ein Maß für die in der Wolke absorbierte solare Energie. Lediglich
3% der extraterrestrischen Einstrahlung werden in der Wolke absorbiert (Abb. 6.3a).
Eine erhöhte Flüssigwassersäule W und eine höhere Globalstrahlung E +
s verstärken den
Gradienten der Nettoflußdichte (Abb. 6.3b,f) und damit die Absorption solarer Strahlung
in der Wolke. Reduzierend auf die Absorption wirken ein erhöhter Teilchendurchmesser
und eine höhere direkte Strahlung bei gleicher Globalstrahlung (Abb. 6.3c,d).
Die Unsicherheiten der empirischen Funktionen zur Entwicklung der Nettoflußdichte sind
größer als die für Global- oder Reflexstrahlung. Darin spiegelt sich die Unschärfe der Ableitung
solarer Absorption in Wolken wider. Die Gradienten der empirischen Funktionen
weisen in die theoretisch zu erwartende Richtung. So nimmt bei gleicher Flüssigwassersäule
und erhöhtem Teilchendurchmesser die Absorption ab, weil dann die Anzahl der