MOPGA-GRI Senior Research Group PACIFIC

Projektbeschreibung

Aerosolpartikel sind von herausragender Bedeutung für die Bildung von Wolken, da sie als Wolkenkondensationskerne in Flüssigwasserwolken and als Eiskeime in eisenthaltenden Wolken wirken. Veränderungen der Aerosolkonzentration in der Atmosphäre beeinflussen die Reflektivität, die Entwicklung, die Wasserphase, die Lebenszeit und die Regenrate von Wolken. Diese Prozesse werden als Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen bezeichnet. Obwohl ihr Einfluss auf das Klima der Erde seit Jahrzenten einen Schwerpunkt der Atmosphärenforschung bildet, ist unser derzeitiger Wissensstand, so wie er im letzten Bericht des Weltklimarates zusammengefasst wurde, dass Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen die größte Unsicherheit zu unserem Verständnis des Klimawandels beiträgt.

PACIFIC wird unser Verständnis von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen durch zwei Innovationen verbessern: (1) die Charakterisierung der für diese Prozesse relevanten Aerosolpartikel und (2) die Untersuchung der zeitlichen Veränderung der Eigenschaften von Wolken im Verlauf ihres Lebenszyklus. Untersuchungen von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen mit Geräten auf polarumlaufenden Satelliten sind auf Wolkenbeobachtungen zu festen Zeiten beschränkt. Die für solche Studien benötigte Information der Anzahl vorhandener Wolkenkondensationskerne wird derzeit aus säulenintegrierten optischen Aerosoleigenschaften abgeschätzt. Eine ähnliche Methodik zur Abschätzung der Konzentration von Eiskeimen existiert nicht, da deren Eigenschaften von der Art und Größe der Partikel abhängen. Daher sind zur Zeit keinen Studien von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen auf eisenthaltende Wolken basierend auf Fernerkundungsmessungen möglich. Die quantitative Abschätzung der Bedeutung von Aerosolen in Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen verlangt, dass Informationen über die räumliche Verteilung von Wolkenkondensationskernen und Eiskeimen vorhanden sind. Ich werde meine Expertise in der Arbeit mit modernsten Lidarfernerkundungsmethoden nutzen, um bisher nicht erhältliche Informationen über die Konzentration von Wolkenkondensationskernen und Eiskeimen aus weltraumgetragenen Lidarmessungen zu erlangen. Desweiteren werde ich die Entwicklung von Wolken vor und nach der Punktbeobachtung mit polarumlaufenden Geräten dadurch charakterisieren, dass diese Wolken in zeitlich aufgelösten Beobachtungen von geostationären Geräten verfolgt werden. Die neuartige Information wird dann zum Studium der Effekte von Wolkenkondensationskernen und Eiskeimen auf die Helligkeit, den Flüssig- und Eiswassergehalt, die Tropfen- und Eiskristallgröße, die Entwicklung, die Wasserphase und die Regenrate von Wolken in verschiedenen Wolkenregimen verwendet. Besonderes Augenmerk wird dabei auf eine umfassende Berücksichtigung der meteorologischen Rahmenbedingungen gelegt werden. Die Ergebnisse von PACIFIC sind von Bedeutung für die Untersuchung und Verbesserung des Verhaltens von Klimamodellen.

Arbeitsgruppenbild, Stand September 2019. Informationen zu den Gruppenmitgliedern sind unter den Namen links zu erreichen.