A quantitative, satellite-based analysis of aerosol effects on liquid-water clouds

  • Interactions between aerosols and clouds are a key component of the Earth’s radiative budget and hydrological cycle, yet they contribute the largest uncertainty to estimates of the Earth’s changing climate. The premise of this thesis is to advance the scientific understanding of specific aspects of the aerosol-cloud-climate system by applying quantitative methods to a combination of satellite and reanalysis data sets. The main results of this thesis are: 1. Lower tropospheric stability and relative humidity of the boundary layer control the intensity of aerosol-cloud interactions in stratocumulus clouds. 2. At low aerosol loadings, clouds are most sensitive to changing aerosol. 3. At the system scale, aerosol effects are exceeded by meteorological impacts.
  • Die Wechselwirkungen zwischen Aerosolen und Wolken (ACI) sind eine zentrale Komponente des Strahlungshaushalts und des Wasserkreislaufs der Erde. Dennoch bestehen Lücken im Prozessverständnis, sodass ACI eine der größten Unsicherheiten für die Einschätzung zukünftiger Klimate darstellen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, mithilfe quantitativer Methoden und einer Kombination von Satelliten- und Reanalysedaten, ausgewählte Aspekte des Aerosol-Wasserwolken-Meteorologie Systemkomplexes besser zu verstehen. Zentrale Ergebnisse der Arbeit sind: 1. Die statische Stabilität der unteren Troposphäre und die relative Feuchte der Grenzschicht kontrollieren die Intensität von ACI in Stratokumuluswolken. 2. Bei geringen Aerosollasten sind Wolkeneigenschaften besonders sensitiv für Veränderungen der Aerosollast. 3. Auf der Systemskala sind Wolkeneigenschaften stärker durch meteorologische Rahmenbedingungen bestimmt als durch Aerosole.

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Metadaten
Author:Hendrik AndersenORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-54808
Referee:Jan CermakGND, Jörg BendixGND, Frank DickmannORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2017/12/03
Date of first Publication:2017/12/03
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Geowissenschaften
Date of final exam:2017/10/24
Creating Corporation:Fakultät für Geowissenschaften
GND-Keyword:Wolke; Aerosol; Satellitenfernerkundung; Klimatologie; Statistik
Institutes/Facilities:Geographisches Institut
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Geowissenschaften, Geologie
faculties:Fakultät für Geowissenschaften
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht