LEIBNIZ-INsTITUT FöUR ATMOsPHöARENPHYsIK e. V. an der ...
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12 Polare Stratosphärische Wolken (PSC)<br />
(G. von Cossart, J. Fiedler, H. Mehrtens, U. von Zahn)<br />
PSCs entstehen bei Temperaturen unter -85 ◦ C, wie sie insbeson<strong>der</strong>e im Winter in polaren<br />
Breiten in <strong>der</strong> Stratosphäre in Höhen zwischen 15 und 30 km auftreten. Sie spielen in <strong>der</strong> Störung<br />
<strong>der</strong> stratosphärischen Luftchemie eine entscheidende Rolle. Es treten überwiegend folgende Typen<br />
von PSCs auf:<br />
• Typ I a (Salpetersäuretrihydrat-Teilchen, engl.: Nitric acid trihydrate - NAT)<br />
• Typ I b (unterkühlte ternäre Lösung, engl.: Supercooled ternary solution - STS)<br />
• Typ II (Wassereis-Teilchen)<br />
Da die arktische Stratosphäre im Vergleich zur <strong>an</strong>tarktischen etwas wärmer und infolge <strong>der</strong><br />
orographischen Bedingungen variabler ist, treten PSCs über <strong>der</strong> Arktis weniger häufig auf, sind<br />
schwächer und oft lokal begrenzt.<br />
Bodengebundene Lidarinstrumente ermöglichen eine Erfassung <strong>der</strong> Häufigkeit von PSC-<br />
Ereignissen, die Bestimmung <strong>der</strong> verschiedenen PSC-Typen sowie die Beschreibung ihrer Beziehung<br />
zu atmosphärischen Strukturparametern. Die Lidar-gemessenen Parameter erlauben die<br />
Berechnung <strong>der</strong> Teilchenverteilungen und <strong>der</strong> -oberfläche. Letztere ist wichtig für die Bewertung<br />
ablaufen<strong>der</strong> chemischer heterogener Reaktionen, die d<strong>an</strong>n zum Ozonabbau führen.<br />
Das Rayleigh/Mie/Ram<strong>an</strong> Lidar im ALOMAR-Observatorium in 69 ◦ N Breite wird alljährlich<br />
im Winter für die Beobachtung von PSCs und von atmosphärischen Umgebungsparametern<br />
eingesetzt. Der St<strong>an</strong>dort ermöglicht Lidarbeobachtungen sowohl innerhalb als auch außerhalb<br />
des polaren winterlichen Zirkulationssystems. Der Betrieb des Lidars erfolgt dabei meistens im<br />
Rahmen multi-nationaler Beobachtungsprogramme.<br />
Abb. 12.1 zeigt die Registrierung einer polaren stratosphärischen Wolke vom 17./18. J<strong>an</strong>uar<br />
1995 zwischen 18:30 und 04:00 Weltzeit, gemessen mit <strong>der</strong> infraroten Wellenlänge (1064 nm)<br />
des Lidars. Gut zu erkennen ist die breite, perm<strong>an</strong>ente PSC Typ I - Schicht (grün kodiert) mit<br />
Rückstreuverhältnissen < 20, sowie kurzeitige, räumlich begrenzte PSCs Typ II mit sehr hohen<br />
Rückstreuverhältnissen > 350 (rot).<br />
Abb. 12.1<br />
Komplexe PSC-Schicht, beobachtet am 17./18. J<strong>an</strong>uar 1995 bei 69 ◦ N im Infraroten<br />
(1064 nm).<br />
Die Unterscheidung <strong>der</strong> Untergruppen a und b des PSC Typ I ist durch die Berechnung<br />
des Farbverhältnisses zweier Wellenlängen möglich. In Abb. 12.2 ist die Beziehung zwischen<br />
Rückstreuverhältnis und Farbverhältnis, gemessen <strong>an</strong> Typ I -Wolken in den Jahren 1995–97 mit
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