BayFORKLIM

BAYERISCHER KLIMAFORSCHUNGSVERBUND

H3 (zweite Phase) Bestimmung der Kondensstreifenbewölkung in Süddeutschland mit Hilfe von Satellitenmessungen 2

Arbeitsfeld:

Die aus NOAA-AVHRR-Daten mit einem automatischen Erkennungsverfahren ermittelte mittlere Kondensstreifenbedeckung beträgt im Mittel über etwa zwei Jahre für Süddeutschland 0.5 %. Bedingt durch den Verlauf der Luftstraßen treten starke regionale Unterschiede des Bedeckungsgrades auf. Der Bedeckungsgrad zeigt einen ausgeprägten tages- und jahreszeitlichen Gang. Wie die Auswertungen meteorologischer Analysefelder zeigen, hängt das Auftreten von Kondensstreifen in Höhen oberhalb von etwa 8 km im Winter und im Frühling nicht mehr von der relativen Feuchte ab, es ist immer kalt genug, daß sich Kondensstreifen bilden können. Damit die Kondensstreifen persistent bleiben, ist aber Eissättigung notwendig; die notwendige Feuchtigkeit wird meistens von weiter unten herantransportiert. Im wesentlichen können drei meteorologische Situationen als Ursache für das vermehrte Auf treten von Kondensstreifen angesehen werden: die langsame adiabatische Hebung in großen Höhen vor einer Warmfront, das mit Turbulenz verbundene Vordringen von Kaltluft an Starkwindbändern in der Höhe (vertikale Windscherung) sowie Lagen mit starker horizontaler Windscherung in der oberen Troposphäre. Die in situ in Kondensstreifen gemessenen Partikelgrößenverteilungen zeigen gegenüber den in natürlichen Cirren gemessenen Werten einen erhöhten Anteil sehr kleiner Partikel und einen niedrigeren Anteil großer Partikel. Im Laufe des Alterungsprozesses nähert sich die Partikelkonzentration und -größenverteilung derjenigen von natürlichen Cirren. AVHRR-Satellitenmessungen in Kanal 4 und 5 deuten ebenfalls darufhin, daß in Kondensstreifen zumindest teilweise kleinere Partikel als in natürlichen Cirren vorhanden sind. Jedoch ist die beobachtete Variabilität der Partikelgrößen in natürlichen Cirren so groß, daß im Mittel keine Unterschiede zwischen Kondensstreifen und Cirren hinsichtlich der Partikelgröße festzustellen sind. Die flugzeuggetragenen Messungen der meteorologischen Messungen zeigen, daß in Situationen mit persistenten Kondensstreifen die Luft immer frostgesättigt ist, bei der Bildung von Kondensstreifen direkt im Nachlauf von Flugzeugen ist Wassersättigung notwendig. Die Partikelkonzentrationswerte in Kondensstreifen sind relativ hoch im Vergleich zu denjenigen, die in natürlichen Cirren vorherrschen. Je nach Alter der Kondensstreifen werden Werte von 1 bis 1800 cm-3 erreicht. Die Formen der Kondensstreifenpartikel mit Größen unter 50 'm, die am häufigsten gefunden werden, weichen meist etwas von der Kugelform ab. Anschaulich kann man von kartoffelförmig sprechen. Größere Partikel weisen überwiegend Büschel(bullettrosette)- oder Aggregatformen auf. Eine Abschätzung des regionalen, durch Zunahme der hohen Bewölkung bedingten Klimaeffektes mit Hilfe eines für die Bedingungen in Bayern speziell angepaßten Strahlungs-Konvektions-Modells führt zu einer Erhöhung der bodennahen Lufttemperatur von 0.05 bis maximal 1.2 K (für typische mittlere Atmosphärenbedingungen der Monate Juli und Oktober) bei einer Erhöhung des Bedeckungsgrades hoher Wolken von 0.5 % (jetziger flugverkehrsbedingter Wert) bis 10 %. Das Ergebnis zeigt, daß der aktuelle Flugverkehr über die Erhöhung des Wolkenbedeckungsgrades die Lufttemperatur nicht meßbar beeinflußt, daß jedoch ein weiterhin stark zunehmender Luftverkehr durchaus das Potential hat, das regionale Klima zu verändern.

Forschungsbedarf:
bereits abgeschlossen