München 2004 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 10: Atmosph
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UP 10.1: Hauptvortrag

Dienstag, 23. März 2004, 11:00–11:30, HS 118

Zirruswolken und Klima – Neue Entwicklungslinien — •Bernd Kärcher — DLR Institut für Physik der Atmosphäre

Zirruswolken bilden sich in abkühlenden Luftmassen in der oberen Troposphäre und im Bereich der Tropopause. Sie entstehen durch Nukleation von Eiskristallen in stark unterkühlten Aerosolpartikeln. Aufgrund der komplexen dynamischen und mikrophysikalischen Einflüsse bei der Eisbildung zeigen Zirren eine beachtliche räumliche und zeitliche Variabilität. Erst seit kurzem ist es möglich, Eisübersättigung und Eisnukleation in globalen Klimamodellen physikalisch konsistent zu beschreiben.

Nach einer knappen Einführung in die Phänomenologie von Zirruswolken wird deren Rolle im Klimasystem (u.a. Treibhauswirkung, Dehydrierung) erläutert und verschiedene Gefriermechanismen skizziert. Die Behandlung der Physik der Eisbildung in einem adiabatisch aufsteigenden Luftpaket macht die Komplexität des Bildungsprozesses deutlich. Mittels einer approximativen analytischen Lösung werden die kontrollierenden Faktoren bei der Bildung von Zirren herausgearbeitet. Neuere Entwicklungen in der Zirrusforschung (indirekter Aerosoleffekt, Einfluss mesoskaliger Temperaturfluktuationen bei der Eisnukleation) werden erläutert und mit wolkenauflösenden Simulationen illustriert. Nach einer Diskussion der Besonderheiten optisch sehr dünner Zirren wird der gegenwärtige Stand der Behandlung von Eiswolken in globalen Klimamodellen beschrieben. Der Vortrag schliesst mit einer Zusammenfassung aktueller Entwicklungen in der Atmosphärenforschung hinsichtlich eines möglichen anthropogenen Einflusses auf Zirruswolken und Klima.