Institutsbericht 2010/2011 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

Abb. 10.4: Temperaturtrends (in K/Dekade) in der nördlichen Mesopausenregion für Juli, berechnet mit
LIMA. Die Trends gelten für die Zeiträume 1979–1997 und 1997–2009. Diese LIMA-Simulation berücksichtigt
ECMWF-Trends plus CO 2 - und O 3 -Trends (siehe auch Kap. 1).
Neben der Höhe der NLC haben wir auch das Trendverhalten von Häufigkeit und Helligkeit
dieser Wolken untersucht. Hierfür existieren allerdings Messreihen erst seit Beginn des Satellitenzeitalters
Ende der 70er Jahre. Jede NLC besitzt eine orts- und zeitabhängige Helligkeit, die als
Rückstreusignal oder Albedo quantifiziert wird. Führt man eine Mindesthelligkeit ein, so ergibt
die saisonale Mittelung der Albedo über alle modellierten NLC jeweils einen Wert für die Jahre
1961–2009. Diese lassen sich mit Satellitendaten (SBUV, Solar Backscatter in the Ultraviolet) aus
den Jahren 1979–2006 vergleichen, siehe Abb. 10.5. Wir sehen einen deutlichen Trend, der sowohl in
den Satelliten- als auch Modelldaten zu finden ist. Die beobachtete Breitenabhängigkeit des Trends
wird von LIMA/Eis gut wiedergegeben. Während des letzten Jahrzehnts (1997–2008) scheint
der Helligkeitstrend abzubrechen.
Grundsätzlich zeigt sich in den
Helligkeitsänderungen ein mit zunehmender
Breite immer stärker
werdendes Solarzyklus-Signal, was
die Bestimmung der Jahre einer
Trendumkehr (ca. 1979 und 1997)
erschwert. Trotz allem beobachten
wir auch bei der NLC-Helligkeit
einen nichtmonotonen Trend. Ursache
hierfür sind die in Abb. 10.3
markierten Perioden von Abkühlung
und Erwärmung, die wiederum
maßgeblich von der zeitlichen
Entwicklung des stratosphärischen
Ozons beeinflusst werden.
Wir fassen zusammen: Leuchtende
Nachtwolken sind ein gut
messbarer Indikator für Klimatrends
in der oberen Atmosphäre,
weil sie sehr empfindlich auf Temperaturänderungen
reagieren. Der
Abb. 10.5: Vergleich der saisonal gemittelten Albedo bzw. Helligkeit
der NLC aus LIMA/Eis (Linie) und Satellitenbeobachtungen
mit SBUV (Symbole) aus DeLand (2007). Die Daten entstammen
aus folgenden Breitenbändern: 56–64 ◦ N (rot), 64–74 ◦ N (grün) und
74–82 ◦ N (blau). Die LIMA/Eis-Daten sind als ein Fit dargestellt,
der eine multiple lineare Regression mit einem linearen Trend, die
solare Aktivität Lyman-α (untere rote Kurve) und die Variation
von Ozon (untere blaue Kurve) verwendet.
Prozess dieser Wechselwirkung ist allerdings bis heute nicht vollständig verstanden. Insbesondere
die Aussage, dass die Höhe der NLC seit mehr als 100 Jahren als konstant gilt, ist noch nicht
zufriedenstellend erklärt.
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