Einfluss von Rußpartikelemissionen auf die Eiskristallbildung, Eigenschaften, Lebenszyklen und Klimawirkung von Kondensstreifenzirren

Abstract

Kondensstreifenzirren haben den größten Anteil an der anthropogenen Klimaerwärmung durch den Luftverkehr. Eine Studie hat bereits gezeigt, dass der Einsatz von alternativen Treibstoffen, durch den die Rußpartikelemissionen verringert werden, den Strahlungsantrieb von Kondensstreifenzirren deutlich reduzieren kann. Um die Prozesse hinter dieser Reduktion näher zu verstehen, wurden in dieser Arbeit Lebenszyklen von Kondensstreifenzirren für verschiedene synoptische Situationen mit ECHAM5-CCMod untersucht. Klimarelevante Kondensstreifenzirren-Cluster entwickeln sich vorrangig in langlebigen und großräumig eisübersättigten Gebieten, wo die Sedimentation von Eiskristallen eine wichtige Rolle spielt. In solchen Situationen wird die Strahlungswirkung der Kondensstreifenzirren durch die Verringerung der Rußemissionen am stärksten reduziert. ECHAM5-CCMod wurde hinsichtlich einer Parametrisierung der anfänglichen Eiskristallanzahl von Kondensstreifen erweitert. Wenn Kondensstreifen nahe an ihrem Bildungskriterium entstehen, kann nur ein bestimmter Anteil der emittierten Rußpartikel Eiskristalle bilden. Während in den Extratropen eine Änderung in der anfänglichen Eiskristallanzahl maßgeblich durch die Änderung der Rußemissionen bestimmt wird, muss in den Tropen zusätzlich der Einfluss der Atmosphäre auf die Eiskristallbildung berücksichtigt werden.