Hemispheric contrasts of ice formation in stratiform supercooled liquid clouds: Long-term observations with the ground-based remote-sensing supersite LACROS

• Main Author: Radenz, Martin
• Other Authors: Universität Leipzig
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: 2021
• Subjects: remote-sensing; cloud; aerosol; info:eu-repo/classification/ddc/551; ddc:551; Southern Ocean
• Online Access: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-777580; https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A77758; https://ul.qucosa.de/api/qucosa%3A77758/attachment/ATT-0/

Die vorliegende Arbeit untersucht hemisphärische Unterschiede der heterogenen Eisbildung in unterkühlten Schichtwolken auf Basis von drei Datensätzen, die mit der mobilen bodengebundenen Fernerkundungsplattform LACROS (Leipzig Aerosol and Cloud Remote Observations System; Leipziger Aerosol- und Wolken- Fernerkundungssystem) erhoben wurden. Für die Nordhemisphäre wurden zwischen 2014 und 2018 gesammelte LACROS-Datensätze aus Leipzig (Deutschland, 51,4°N, 12,4°E) und Limassol (Zypern, 34,7°N, 33,0°E) verwendet. Ein zentraler Bestandteil dieser Arbeit war die Umsetzung des mehr als zwei Jahre umfassenden Einsatzes von LACROS im Rahmen der Kampagne DACAPO-PESO (Dynamics Aerosol Clouds And Precipitation Observation in the Pristine Environment of the Southern Ocean; Beobachtung von Dynamik, Aerosol, Wolken und Niederschlag in der unverschmutzen Umgebung des Südozeans) in Punta Arenas, Chile (53,1°S, 70,9°W). Dieser Datensatz stellt die ersten mehrjährigen bodengebundenen Fernerkundungsbeobachtungen in der westlichen Hälfte des Südozeans dar. Durch die Kombination aus Radar- und Lidarinstrumenten, einschließlich der Fähigkeit Vertikalbewegungen zu beobachten, ist es möglich, mit LACROS Aerosol-Wolken-Dynamik-Wechselwirkungen detailliert zu untersuchen. Von großer Bedeutung für die Umsetzung der Arbeit war die durchgeführte Entwicklung und Integration eines automatisierten Datenanalyseschemas. Besonders hervorzuheben sind die kontinuierliche Charakterisierung der Luftmassenherkunft, die Auswertung von multiplen Maxima im Wolkenradar-Dopplerspektrum, eine Methode zur Erkennung von durch Schwerewellen beeinflussten Wolken mit Doppler Lidar und die Integration aller Datenquellen in die verteilte LACROS-Forschungsdatenanwendung. Wichtigste Ergebnisse dieser Arbeit sind, dass atmosphärische Schwerewellen die Bildung und Detektierbarkeit der Eisphase erschweren und dass eine Kopplung von Wolken mit der planetaren Grenzschicht die Häufigkeit der Eisbildung erhöht. Wenn diese beiden Effekte berücksichtigt werden, tritt ...