Brandau, Christine (2005) Einfluss der Wolkenmikrophysik auf den solaren Strahlungstransport. (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität, Kiel, Germany, 96 pp.

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Abstract

In dieser Arbeit wird der Einfluss der Mikrophysik auf den solaren Strahlungstransport untersucht. Es werden mikrophysikalische Flugzeugmessungen von Wolkentropfengrößenverteilungen verwendet, aus denen die optischen Eigenschaften bestimmt werden. Unter Verwendung eines Monte-Carlo Strahlungstransportmodells wurden die Unterschiede in der Absorption, Reflexion und Transmission zwischen der Annahme vertikal und horizontal homogen und inhomogen verteilter Mikrophysik spektral aufgeschlüsselt und breitbandig herausgestellt. Die Untersuchungen der vertikal-variablen Mikrophysik anhand einer 1D-Säule haben gezeigt, dass die Absorptivität der Säule größer ist, wenn die Wolkentropfengrößenverteilungen mit größeren Effektivradien in den höheren Schichten liegen. Umgekehrt gilt dies für Verteilungen mit kleineren Effektivradien, die eine höhere Reflexivität aufweisen. Außerdem ist eine starke Abhängigkeit vom Sonnenzenitwinkel zu verzeichenen. In der Fallstudie der horizontal-variablen Mikrophysik ist anhand eines 2D-Wolken-Modells demonstriert worden, dass das nicht-lineare Verhalten der Absorptivität mit der optischen Dicke dazuführt, dass im mikrophysikalisch-homogenen Fall die Absorption mit zunehmender Wellenlänge überschätzt wird, obwohl der Horizontaltransport die Absorption im mikrophysikalischinhomogenen Fall erhöht. In dem Vergleich zwischen einem 3D-homogenenWolkenfeld und der korrekten 3D-Lösung wird die Absorptivität vor allem in optisch dicken Regionen spektral aufgeschlüsselt und breitbandig unterschätzt.

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