Die Auswirkungen der Dynamik auf gemischte Phasenwolken: Theoretische Überlegungen

Zusammenfassung Ein theoretischer Rahmen wurde entwickelt, der die Nichtgleichgewichtsbildung und -erhaltung von gemischten Phasenwolken beschreibt. Die notwendigen und hinreichenden Bedingungen, die erforderlich sind, um flüssiges Wasser innerhalb einer bestehenden Eiskernwolke zu aktivieren und sie damit in eine gemischte Phase zu überführen, werden für drei Szenarien betrachtet: (i) einheitlicher Aufstieg, (ii) harmonische vertikale Oszillationen und (iii) turbulente Fluktuationen. Die allgemeinen Bedingungen sind wie folgt: Erste notwendige Bedingung: Die vertikale Geschwindigkeit eines Eiskernwolkenpakets muss eine Schwellenweite überschreiten, um flüssiges Wasser zu aktivieren. Zweite notwendige Bedingung: Die Aktivierung von flüssigem Wasser innerhalb eines Eiskernwolkenpakets, unter Wasser-Sättigung, erfordert einen vertikalen Aufstieg über eine bestimmte Schwellenhöhe, um den Dampfdruck des Pakets auf die Wassersättigung zu bringen. Nur wenn die erste und zweite Bedingung erfüllt ist, werden diese Bedingungen hinreichend für die Aktivierung von flüssigem Wasser in Eiskernwolken. Diese erforderlichen Bedingungen zur Erzeugung von gemischten Phasenwolken werden durch die Ergebnisse der Paketmodellierung unterstützt, und analoge Bedingungen für eine harmonische Oszillation im Hinblick auf die Amplitude und die tangentiale Geschwindigkeit der Paketbewegung werden vorgeschlagen. Die Autoren nehmen keine stationären Bedingungen an, sondern zeigen, dass die Nichtgleichgewichtsentwicklung von Wolkenpaketen zu einem langfristigen stabilen Bestehen von gemischten Phasenwolken führen kann.