Einfluss von Wolken auf den Strahlungshaushalt der Erde berechnet mit dem ISCCP C1-Datensatz

Abstract

This study examines the cloud effect on the radiation budget at the top of the atmosphere by use of the ISCCP daylight cloud data (C1) in combination with a Two-Stream-Model. Two tests are performed: the modelled narrowband filtered radiances are verified against the ISCCP satellite observation data (internal test) and the modelled broadband fluxes are compared against ERBE data (external tests). After both tests are succesfully concluded, the outgoing longwave radiation (OLR) for each of the 35 ISCCP cloud classes are determined. For better clarity we summarized the 35 cloud classes into 9 ones (3 top heights, 3 optical depths). Global monthly and annual means of the albedo and greenhouse effect of these 9 cloud types are given for one month of each season (April, July, October 1985, January 1986). For the global annual mean cloud radiative cooling of the earth in the shortwave spectral range dominates over cloud radiative warming in the longwave spectral range by a factor of 2. Seasonal variations of the net effect are mainly due to the changes in the shortwave cloud forcing component (-43.3 to -52.9 Wm"-"2 (shortwave), 22.5 to 25.1 Wm"-"2 (longwave)). The mean cloud sensitivity related to cloud amount changes from -29.4 to -47.7 Wm"-"2. This is mainly due to the difference between the mean surface albedo of northern and southern hemisphere. A comparison with the results of other studies are shown. The effects of the 9 different cloud types are analysed in detail. Cooling, warming, and radiatively neutral cloud types could be distinguished. (orig.)Diese Arbeit untersucht den Einfluss von Wolken auf den Strahlungshaushalt der Erde am Atmosphaerenoberrand unter Verwendung der Tageslichtdaten des ISCCP C1-Datensatzes in Verbindung mit einem Zwei-Strom-Approximationsmodell. Zwei Tests wurden durchgefuehrt: Die simulierten schmalbandigen, gefilterten Strahldichten wurden mit den Beobachtungsdaten der ISCCP-Satelliten (interne Tests) und die breitbandigen Fluesse mit den ERBE-Daten (externe Tests) verglichen. Nachdem beide Tests erfolgreich abgeschlossen werden konnten, wurde die langwellige Ausstrahlung fuer jede der 35 ISCCP-Wolkenklassen bestimmt. Zur groesseren Klarheit wurden die 35 ISCCP-Wolkenklassen zu 9 (3 Gipfelhoehen, 3 optische Dicken) zusammengefasst. Globale Monats- und Jahresmittelwerte des Albedo- und des Treibhauseffektes dieser 9 Wolkentypen sind fuer einen Monat jeder Jahreszeit gegeben (April, Juli, Oktober 1985, Januar 1986). Im globalen Jahresmittel dominiert der Strahlungsenergieverlust durch Wolken im kurzwelligen ueber den Strahlungsenergiegewinn im langwelligen um das 2-fache. Jahreszeitliche Unterschiede des Nettoeffektes sind in erster Linie auf Aenderungen seiner kurzwelligen Komponente zurueckzufuehren (Effekt der Wolken auf die solare Einstrahlung: -43.9 bis -52.9 Wm"-"2, Einfluss der Wolken auf die terrestrische Ausstrahlung: 22.5 bis 25.1 Wm"-"2). Der mittlere Wolkenempfindlichkeitsparameter aendert sich in den untersuchten Monaten von -29.4 bis -47.7 Wm"-"2. Die Ursache liegt hauptsaechlich an der unterschiedlichen Oberflaechenalbedo von Nord- und Suedhalbkugel. Die Ergebnisse werden mit denen anderer Untersuchungen verglichen. Der Effekt der 9 verschiedenen Wolkentypen wird im Detail analysiert. ''Kuehlende'', ''waermende'' und ''strahlungsneutrale'' Wolken konnten unterschieden werden. (orig.)Available from TIB Hannover: RN 3292(245) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman