Die Empfindlichkeit polarer mesospheric clouds gegenüber mesospherischer Temperatur und Wasserdampf

Daten zu polaren mesospheric clouds (PMC), die aus dem Experiment Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM)/Cloud Imaging and Particle Size (CIPS) und den Beobachtungen des Himawari-8/Advanced Himawari Imager (AHI) gewonnen wurden, werden hinsichtlich der mehrjährigen Klimatologie und interannualen Variationen analysiert. Die Zusammenhänge zwischen PMCs, mesospherischer Temperatur und Wasserdampf (H2O) werden weiter mit Daten des Microwave Limb Sounder (MLS) untersucht. Unsere Analyse zeigt, dass das Datum des PMC-Eintritts und die Auftretensrate stark von der atmosphärischen Umgebung abhängen, d.h. vom zugrunde liegenden saisonalen Verhalten von Temperatur und Wasserdampf. Die Dehydrierung im oberen Mesosphärenbereich durch PMCs ist in den MLS-Wasserdampfbeobachtungen offensichtlich. Die räumlichen Muster des abgebauten Wasserdampfs entsprechen der PMC-Auftretensregion über der Arktis und Antarktis in den Tagen nach der Sommersonnenwende. Die interanualen Variabilitäten in den PMC-Auftretensraten und Eintrittsdaten sind hoch korreliert mit der mesospherischen Temperatur und H2O. Sie zeigen eine quasi-quadrennialen Oszillation (QQO) mit Perioden von 4–5 Jahren, insbesondere auf der südlichen Hemisphäre (SH). Der kombinierte Einfluss der mesospherischen Abkühlung und des Anstiegs von mesosphärischem H2O schafft günstige Bedingungen für die PMC-Bildung. Der globale Anstieg des mesosphärischen H2O im letzten Jahrzehnt könnte den erhöhten PMC-Auftakt in der nördlichen Hemisphäre (NH) erklären. Obwohl die mesospherische Temperatur und H2O eine starke 11-jährige Variation aufweisen, sind während 2007–2021 nur wenige Sonnenzyklus-Signaturen in dem PMC-Auftreten zu finden.