Vertikale Verteilung von Wolkenkondensationskernen in marinen und kontinentalen Luftmassen in Europa und ihre Verbindung zur Wolkentropfenanzahlkonzentration in warmen Wolken

Description: Die Anzahl der verfügbaren Wolkenkondensationskerne (CCN) beeinflusst maßgeblich die mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften, wie z.B. die Wolkentropfenanzahlkonzentration (CDNC) und deren Größenverteilung. CDNC und die Tropfengröße steuern sowohl die Strahlungseigenschaften als auch die Lebensdauer von Wolken. Dies wirkt sich komplex auf die Energiebilanz der Erde aus. Aktuelle Klimamodelle basieren häufig auf Annahmen über CCN Anzahlkonzentrationen und andere CCN bezogene Eigenschaften (z.B. Hygroskopizität), da für viele Regionen auf der Erde repräsentative Daten fehlen. Wenn vorhanden, handelt es sich bei diesen CCN Daten um bodengebundene Messungen, welche somit nicht - mit Ausnahme von Bergstationen - in der für Wolkenbildungsprozesse relevanten Höhe durchgeführt wurden. Für die Karibikregion wurde gezeigt, dass die bodengebundenen CCN Messungen für die gesamte marine Grenzschicht repräsentativ zu sein scheinen also auch für die Wolkenbildungsregionen. Im hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir überprüfen, ob bodengebundene CCN Messungen auch in anderen Erdregionen repräsentativ sind für die CCN Anzahl in der Wolkenbildungsregion, und wenn ja, unter welchen Bedingungen. Dies würde die Anwendung von CCN Daten in Modellen stark vereinfachen. Dazu wird die Gültigkeit der Beobachtungen in der Karibik, in zwei gegensätzlichen Umgebungen getestet werden, einmal in einer marinen und einmal in einer kontinentalen Umgebung. Die Messkampagne zu marinen CCN soll auf den Azoren (Portugal) durchgeführt werden. Wir werden kontinuierlich verfügbare CCN Daten von der Azoren Eastern Nordatlantik (ENA) Station auf der Insel La Graciosa (auf Meereshöhe) mit Daten von der Bergstation Pico (Pico Island, 2225 m ü.d.M.) kombinieren. Ergänzend werden CCN und CDNC Messungen auf der Helikopter-Messplattform (ACTOS) durchgeführt, um die vertikale Lücke zwischen den Meeresspiegel- und Bergmessungen zu schließen. Die kontinentalen bodengebundenen CCN Messungen werden kontinuierlich an der ACTRIS Station Melpitz durchgeführt. Die vertikale CCN und CDNC Verteilung wird in Melpitz mit Hilfe eines Ballons in mehreren einwöchigen Kampagnen einmal pro Jahreszeit gemessen werden. Darüber hinaus werden wir mit Hilfe der Aerosol-Wolken-Wechselwirkungsmetrik (ACI) die in der Wolke in-situ gemessen CCN Eigenschaften (das heißt Anzahl und Hygroskopizität) mit den CDNC quantitativ verbinden. Es wird außerdem eine Sensitivitätsstudie mit einem Cloud-Parcel Model durchgeführt, welches durch die realen Messungen in der Atmosphäre angetrieben werden wird. Dies wird einen Einblick in das Übersättigungsregime von frisch gebildeten Wolken gewähren.Die CCN Daten selbst, die Erkenntnisse zu CCN Eigenschaften und ihrer vertikalen Verteilung sowie die quantitative Verbindung zwischen CCN und CDNC werden im Hinblick auf das Verständnis und die Modellierung der Wolkentropfenaktivierung sowie der mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften von außerordentlichem Wert sein.

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Tags: Karibik ? Portugal ? Textilchemikalien ? Aerosol ? Bewölkung ? Island ? Hubschrauber ? Topographie ? Insel ? Berg ? Energiebilanz ? Jahreszeit ? Klimamodell ? Meeresspiegel ? Messdaten ? Quantitative Analyse ? Studie ? Vertikalprofil ? Wolke ? Meeresgewässer ? Luftschadstoff ? Modellierung ? Europa ? Nordatlantik ? Ballonfahren ? Monitoringprogramm ? Kondensationskern ? Infrastruktur ? Kenngröße ? Gebirge ? Atmosphäre ? Datenerhebung ? Erdoberfläche ? Klimadaten ? Grenzschicht ? Wolkenbildung ? Turbulenz ? Atmosphärische Wissenschaften ? Wertermittlung ? Bemessung ? Anzahlkonzentration ? Größenverteilung ? Kontinuierliches Verfahren ? Wechselwirkung ?

Region: Sachsen Sachsen

Bounding boxes: 11.873796285562536° .. 15.041531420443214° x 50.17165572346286° .. 51.684038687368236°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V. (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Last harvest: 28.09.2026 00:12

Time ranges: 2017-01-01 - 2026-10-20

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Vertical Distribution Of Cloud Condensation Nuclei In Marine And Continental Air Masses Over Europe And Their Connection To The Cloud Droplet Number Distribution In Warm Clouds
  Description: The number of available cloud condensation nuclei (CCN) is an important parameter influencing cloud microphysical properties such as cloud droplet number concentration (CDNC) and size distribution. CDNC and droplet size control cloud radiative properties and lifetime leading to a complex feedback in the earths energy balance. Current climate models are often based on assumptions concerning CCN number concentrations and other CCN related properties (e.g. hygroscopicity), as for wide areas of the globe representative data are missing. If existing, measurements of CCN and their properties are usually performed near ground and thus not, with the exception of mountain sites, in the altitude relevant for cloud formation processes. For the well-mixed marine boundary layer in the Caribbean it was however observed that ground based CCN properties seem to be representative also for the cloud forming regions. In this proposed project we want to evaluate if ground-based CCN measurements are representative, and if yes under which conditions, for the level of cloud formation, which would simplify the application of CCN data in models strongly. Thereto, the validity of the finding in the Caribbean shall be tested for two contrasting environments, i.e., a marine and a continental environment. Concerning the marine environment, a measurement campaign on the Azores archipelago (Portugal) is planned. We will combine continuous available CCN data from the Azores Eastern North Atlantic (ENA) site at Graciosa Island (at sea level) with campaign wise measurements at Mt. Pico station (Pico Island, 2225 m asl), and CCN as well as CDNC measurements on the helicopter-borne measurement platform ACTOS (Airborne Cloud Turbulence Observation System) to close the vertical gap between sea level and mountain-site data. The continental ground-based CCN measurements are carried out continuously at the ACTRIS (Aerosols Clouds and Trace gases Research InfraStructure network) station Melpitz. The vertical CCN and CDNC distribution will be measured at Melpitz in several one-week campaigns once per season by means of balloon launches within the three year time frame of the project. Furthermore we will quantitatively connect via the utilization of the aerosol-cloud interaction (ACI) metric the below cloud in-situ measured CCN properties (i.e. number and hygroscopicity) to in-cloud in-situ measured CDNC. A sensitivity study with a cloud parcel model driven by the real atmospheric measurements will be carried out; thereby gaining insight into the supersaturation regimes of freshly formed real clouds. The collected data itself, the expected insights into CCN properties and their vertical distributions, and the envisioned quantitative connection between CCN and CDNC will be of great value in the context of understanding and modeling cloud droplet activation and cloud microphysical properties in, e.g., climate models.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1069708

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