Wolken haben einen erheblichen Einfluss auf den Energiehaushalt der Erde. Schwankungen der Bewölkung können die Temperatur, den Wasserkreislauf und die einfallende Sonnenstrahlung beeinflussen.
Der Cloud Shortwave Radiative Effect (CRE) quantifiziert Strahlungsänderungen aufgrund variabler Wolkenbedeckung. An der Oberfläche ist diese Variable eng mit den makro- und mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken verbunden.
Um den Einfluss der Wolken auf die ein- und ausgehende Strahlung besser zu verstehen, haben Forscher der Chengdu University of Information Technology, des Institute of Atmospheric Physics (IAP) und der Nanjing University of Information Science & Technology CRE neben Wolkentyp und Wolkenanteil (CF) ausgewertet.
Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften.
Die Forscher untersuchten fünf Jahre lang die einminütige Oberflächenbestrahlung oder den Fluss oder die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit sowie Wolkendaten an der Xianghe-Beobachtungsstation. Die Station Xianghe ist ein idealer Ort für Strahlungsmessungen, da sie sich in einer häufig stark belasteten Region rund um die Nordchinesische Tiefebene befindet.
„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass der Strahlungsantrieb von Wolken auf die Bestrahlungsstärke und ihre Komponenten von der Position einer Wolke relativ zur Sonne abhängen“, sagte Prof. Xia Xiang’ao vom IAP, korrespondierender Autor der Studie.
Die Forschung liefert zum ersten Mal eine zuverlässige Quantifizierung der CF-Variation und des entsprechenden Strahlungsantriebs bei Xianghe. Darüber hinaus weisen die Ergebnisse darauf hin, dass CF ein dominanter Faktor ist, der die diffuse Bestrahlung oder die von der Atmosphäre gestreute Strahlungsenergie beeinflusst.
Insgesamt beeinflusst dieser Prozess die Globalstrahlung, insbesondere bei klarem Himmel. „CF beeinflusst sowohl die direkte als auch die diffuse Bestrahlung, was zu einer nichtlinearen Beziehung zwischen CF und CRE führt, unter sonnenbedeckten Bedingungen oder wenn Wolken am Himmel sind, aber die Sonne nicht blockieren“, sagte Prof. Xia.
Mengqi Liu et al, Data-driven Estimation of Cloud Effects on Surface Irradiance at Xianghe, a Suburban Site on the North China Plain, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2022). DOI: 10.1007/s00376-022-1414-x