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Effective radius of ice partices in cirrus and contrails

Schumann, Ulrich und Mayer, Bernhardt und Gierens, Klaus und Unterstrasser, Simin und Jessberger, Philipp und Petzold, Andreas und Voigt, Christiane und Gayet, Jena-Francois (2011) Effective radius of ice partices in cirrus and contrails. Journal of the Atmospheric Sciences, 68 (2), Seiten 300-321. DOI: 10.1175/2010JAS3562.1.

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Offizielle URL: http://journals.ametsoc.org/doi/xml/10.1175/2010JAS3562.1

Kurzfassung

This paper discusses the ratio C between the volume mean radius and the effective radius of ice particles in cirrus and contrails. The volume mean radius is proportional to the third root of the ratio between ice water content and number of ice particles, and the effective radius measures the ratio between ice particle volume and projected cross-section area. For given ice water content and number concentration of ice particles, the optical depth scales linearly with C. Hence, C is an important input parameter for radiative forcing estimates. The ratio C in general depends strongly on the particle size distribution (PSD) and on the particle habits. For constant habits, C can be factored into a PSD and a habit factor. The PSD factor is generally less than one, while the habit factor is larger than one for convex or concave ice particles with random orientation. C may get very small for power law PSDs with exponent n between -4 and 0, which is often observed. For such PSDs, most of the particle volume is controlled by a few large particles, while most of the cross-section area is controlled by the many small particles. A new particle habit mix for contrail cirrus including small droxtal-shape particles is suggested. For measured cirrus and contrails, the dependence of C on volume mean particle radius, ambient humidity, and contrail age is determined. For cirrus, C varies typically between 0.4 and 1.1. In contrails, C=0.7 +- 0.3, with uncertainty ranges increasing with the volume radius and contrail age. For the small particles in young contrails, the extinction efficiency in the solar range deviates considerably from the geometric optics limit.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Effective radius of ice partices in cirrus and contrails
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Schumann, UlrichNICHT SPEZIFIZIERT
Mayer, BernhardtNICHT SPEZIFIZIERT
Gierens, KlausNICHT SPEZIFIZIERT
Unterstrasser, SiminNICHT SPEZIFIZIERT
Jessberger, PhilippNICHT SPEZIFIZIERT
Petzold, AndreasNICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, ChristianeNICHT SPEZIFIZIERT
Gayet, Jena-FrancoisLMP
Datum:2011
Erschienen in:Journal of the Atmospheric Sciences
Referierte Publikation:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:68
DOI :10.1175/2010JAS3562.1
Seitenbereich:Seiten 300-321
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cirrus, contrails, radius, habit, shape, optical thickness
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HGF - Programm:Raumfahrt, Luftfahrt, Verkehr
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung, ATM und Flugbetrieb, Verkehrssystem
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Atmosphären- und Klimaforschung, L - Klima, Wetter und Umwelt, V - Verkehrsentwicklung und Umwelt (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Fernerkundung der Atmosphäre
Hinterlegt von: Prof.Dr.habil. Ulrich Schumann
Hinterlegt am:14 Mär 2011 12:05
Letzte Änderung:12 Dez 2013 21:15

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