Einfluss von Wolken auf die radiativen Erwärmungsraten in der tropischen unteren Stratosphäre

Wir quantifizieren den Einfluss von troposphärischen Wolken auf die radiativen Erwärmungsraten in der tropischen unteren Stratosphäre anhand der Daten, die von den Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Tropischen Westpazifik (TWP) Standorten Manus und Nauru gesammelt wurden. Die Wolkenfelder werden aus bodengestützten Millimeter-Wolkenradarbeobachtungen gewonnen. Wir stellen fest, dass die Veränderung der radiativen Erwärmungsrate durch erhöhte aufsteigende kurzwellige Strahlungsflüsse nur teilweise die durch reduzierte aufsteigende langwellige Strahlungsflüsse kompensiert, was zu einer Nettodifferenz von etwa −0,2 K/Tag in der 70–30 hPa Schicht während der Perioden häufiger hoher Wolkenauftritt führt. Der Einfluss von Wolken ist besonders groß im Verhältnis zu den radiativen Erwärmungsraten bei klarem Himmel rund um 60 hPa (435–475 K, die Basis des „tropischen Rohres“), wo sie ein lokales Minimum zeigen. Die radiativen Erwärmungsraten in dieser Schicht unter Berücksichtigung der Wolkenwirkungen sind nahe null und können sogar negativ sein (d.h. diabatische Abwärtsbewegung). Die saisonalen und räumlichen Strukturen der tropischen Konvektion und die damit verbundenen hohen Wolkenbedeckungen deuten darauf hin, dass ihr Effekt, der zu longitudinalen (neben den bekannten latitudinalen) Gradienten in den radiativen Erwärmungsraten führt, teilweise verantwortlich für die stratosphärische Durchmischung sein könnte. Es wird vorgeschlagen, dass der Effekt hoher troposphärischer Wolken auf die radiativen Erwärmungsraten die Amplitude der diabatischen Abwärtsbewegung in der unteren Stratosphäre über dem maritimen Kontinent, die in früheren Studien berichtet wurde, nicht vollständig erklären kann.