Über Mechanismen, die zur Verringerung der Wolkenbedeckung durch absorbierendes Aerosol über Land führen

Aerosole beeinflussen Wolken auf äußerst verschiedene Weise. Neben mikrophysikalischen Effekten von Aerosolpartikeln auf die Wolkenbildung führt die Wechselwirkung von Aerosolen mit atmosphärischer Strahlung zu Veränderungen der lokalen Erwärmungsraten, der turbulenten Flüsse von sensibler und latenter Wärme in Bodennähe und damit der mesoskaligen Zirkulationen, die auch Wolken verändern können. Über diese so genannten semi-direkten Effekte ist unter realistischen Bedingungen relativ wenig bekannt - ein Grund, warum in dieser Studie die Auswirkungen absorbierender Aerosolpartikel auf Wolken- und Strahlungsfelder über Deutschland untersucht werden. Unter Verwendung hochauflösender Modellsimulationen mit Gitterabständen von 312 und 625 m werden numerische Experimente mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften von Aerosolen gegenübergestellt, wobei rein streuendes Aerosol als Referenz und realistisches absorbierendes Aerosol als Störung verwendet wird. Die kombinierte Wirkung von Oberflächenverdunkelung und atmosphärischer Erwärmung führt zu positiven Temperatur- und negativen Feuchteanomalien zwischen 800 und 900 hPa, die sich auf die Wolkenbildung in niedriger Höhe auswirken. Sowohl eine verringerte relative Luftfeuchte als auch eine erhöhte atmosphärische Stabilität unterhalb der Wolken führen zu einer Verringerung der Bedeckung flacher Wolken sowie zu einer Reduktion des Flüssigwasserpfads und des Niederschlags. Ferner kann festgestellt werden, dass die direkten und die semi-direkten Effekte des absorbierenden Aerosol-Antriebs ähnliche Größenordnungen haben und gleichermaßen zu einer Verringerung der Nettostrahlung am Oberrand der Atmosphäre beitragen.