Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

Während im letzten Institutsbericht die Jahrzu-Jahr
Variation von NLC-Parametern dargestellt
wurde, soll hier auf deren tageszeitliche Variation
eingegangen werden. Abbildung 12.2 zeigt die
prozentuale Häufigkeit von NLC als Mittel über
die letzten 7 Jahre. Es ist ein eindeutiges tageszeitliches
Verhalten zu erkennen, wobei die Wolken
am häufigsten in den frühen Morgenstunden
auftreten. Der harmonische Fit an die Daten für
BSC-Werte > 4 für Perioden von 12 und 24 Stunden
ergibt eine hohe Korrelation (r = 0,96) mit dominierender
ganztägiger Variation. Zum Vergleich
ist auch die Kurve für sämtliche beobachtete NLC
NLC Häufigkeit [%]
70
60
50
40
30
20
10
0
BSC-Grenze: ( >0, >4 ) · 10 -10 m -1 sr -1
- - - harmonischer Fit
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
UT Stunde
Abb. 12.2: Mittelwerte der NLC-Häufigkeit
in den Jahren 1997 bis 2003 für unterschiedliche
Helligkeitsgrenzen.
gezeigt, d. h. BSC > 0, woraus die sonnenstandsabhängige Empfindlichkeit des Lidars ersichtlich
wird. Um definierte Randbedingungen zu erhalten ist es sinnvoll, die Auswertungen auf
NLC zu beschränken die zu jeder Tageszeit hätten gesehen werden können (BSC > 4). Die über
ALOMAR vorherrschende tageszeitliche Abhängigkeit in der NLC-Häufigkeit wird an anderen
Orten nicht beobachtet. Bei Lidarmessungen über dem Südpol wurde während zweier Sommer
im wesentlichen eine tageszeitunabhängige Häufigkeit gesehen. Diese Unterschiede könnten
durch von Modellrechnungen bei höheren geographischen Breiten vorhergesagte stärkere verti-
kale Winde und geringere Temperaturen in der Mesopausenregion erklärt werden.
Die über 7 Jahre gemittelte
tageszeitliche Variation
der Wolkenhöhe und
-helligkeit zeigt ebenfalls
eine deutliche Abhängigkeit
von der Tageszeit. Die
Variationen der beiden Parameter
sind antikorreliert,
d. h. helle Wolken haben eine
geringere Höhe als weniger
helle Wolken. Dieses
Verhalten ist gegensätzlich
zu den Bedingungen am
Südpol, wo im Mittel über
zwei Sommer Höhe und
Helligkeit in Phase sind.
Allerdings gibt es dort ein-
� z c [km]
3
2
1
0
-1
-2
-3
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168
UT Stunde
Abb. 12.3: Harmonische Fits der jahresmittelbereinigten Variationen
für Höhe und Helligkeit von NLC bezüglich ganz- und halbtägiger Perioden.
zelne Tage an denen vergleichbare Phasenbeziehungen wie über ALOMAR existieren. Eine höher
aufgelöste Darstellung unserer Messungen gibt Abbildung 12.3. Sie zeigt die harmonischen Fits
bezüglich ganz- und halbtägiger Perioden für NLC-Höhe und -Helligkeit in einer zusammengesetzten
Zeitreihe. Dabei wurden die Fits für jedes Jahr separat berechnet. Auffällig ist die
Konstanz der Phasenlage bei der Höhe, so beginnt z. B. jedes Jahr mit abnehmender Höhe nach
Mitternacht. Dagegen ist die Beziehung der Parameter zueinander durchaus nicht immer antikorreliert,
wie es im mittleren Verhalten über alle Jahre zum Ausdruck kommt. So ist z. B.
in den Jahren 1999 und 2003 die Helligkeit durch die ganztägige Variation dominiert, wogegen
bei der Höhe der halbtägige Einfluss deutlich ist. Es sind teilweise auch noch kürzere Perioden
zwischen 4 und 6 Stunden in den Daten enthalten, die vor allem durch Schwerewellen verursacht
sein dürften. In den ganz- und halbtägigen Variationen zeigt sich im wesentlichen der Gezeiteneinfluß.
Durch den intensiveren Vergleich unserer Messungen mit Ergebnissen anderer Standorte
und Methoden, vor allem in Bezug auf die Variabilität leuchtender Nachtwolken, erwarten wir
für die Zukunft weitere interessante Erkenntnisse.
53
15
10
5
0
-5
-10
-15
� BSC [10 -10 m -1 sr -1 ]