% Thomas Kuster
% 24. November 2005
% Seminar Atmosphäre

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\title[Aerosole, Wolkenmikrophysik und Bewölkungsgrad]{Aerosols, Cloud Microphysics, and Fractional Cloudiness\\
Bruce A. Albrecht\\
\small{Science, New Series, Vol. 245, No. 4923 (Sep. 15, 1989), 1227-1230}}
\author[Thomas Kuster]{%
  Thomas~Kuster}
\institute[ETH Zürich]{
  %\inst%
  5. Semester, UMNW, ETH Zürich\\
  \hyperref{http://fam-kuster.ch/index.php?navigation=ETH&main=http://n.ethz.ch/student/kusterth/eth/html/}{}{}{http://fam-kuster.ch}
  }
\date[ETH 2005]{Seminar Atmosphäre, 24.11.2005}
\subject{Seminar Atmosphäre}

\begin{document}

\frame{\titlepage}

%\section[Übersicht]{}
%\frame{\tableofcontents}

\section{Einleitung}
\subsection{Übersicht}
\frame
{
  %\frametitle{Übersicht}
  \begin{block}{Zusammenhang}%<1->
  Konzentration von Wolkenkondensationskeimen (engl.: cloud condensation nuclei, CCN) und Bewölkungsgrad verursacht durch marine Strato- und Schönwetter-Cumuluswolken
  % Stratocumuluswolke:
  % Mischform zwischen einer schicht- und einer haufenförmigen Wolke
  % tiefe Wolke, entsteht unterhalb 2 km
  % aus wassertröpfchen
  \end{block}
  
  \begin{block}{Mechanismus}%<2->
  Verbindung von Bewölkungsgrad und Aerosol Ausfällung durch Niesel.
  \end{block}
  
  \begin{block}{Erkenntnisse}%<3->
  \begin{itemize}
  \item CCN Konzentration ist über dem Ozean tief
  \item Erhöhung führt zu kleineren Tröpfchen
  \item Weniger Niesel:
   \begin{itemize}
   \item Erhöhung des Flüssigwassergehalts der Wolke
   \item Bewölkungsgrad nimmt zu
   \end{itemize}
  \item Hohe CCN Konzentration $\Rightarrow$ längere Wolkenlebensdauer
  \end{itemize}
  \end{block}
}

\subsection{Bekanntes}
\frame
{
  \frametitle{Bekanntes}

  \begin{itemize}
  \item Mehr Aerosole $\Rightarrow$ Albedo der Wolken wird grösser %Twomey et al.:  nicht im Paper von Roman
  \item Höherer Bewölkungsgrad $\Rightarrow$ globale Albedo nimmt zu
  \begin{itemize}
   \item Tiefe Wolken: geringer Einfluss auf IR-Abstrahlung
   \item Hohe Wolken: evtl. Kompensation via IR-Rückreflektion
  \end{itemize} % Twomey et al.
 
  \item Interaktion zwischen Wolkenreflektion und Dimethylsulfid $\Rightarrow$ Einfluss auf das Klima? % Charlson et al. Paper von Sibyl
  \item 4\% mehr marine Stratocumuluswolken kompensieren eine Verdoppelung der CO$_2$-Konzentration %Randall et al.
  \end{itemize}
  \begin{block}{$\Rightarrow$ Wärmehaushalt reagiert empfindlich auf den Bedeckungsgrad}<2->
  \end{block}
}

\section{Methodik}
\subsection{Marine Wolken}
\frame
{
 \frametitle{Marine Wolken}
 \begin{itemize}
 \item Marine Stratocumuluswolken (SC) tragen $\frac{1}{3}$ zur globalen Albedo bei
 \item Radarechos und Modell zeigen: %(Battan und Braham) und (Takahashi)
  \begin{itemize}
  \item Tiefe marine SC regnen leichter aus als kontinentale
  \item Grund CCN Konzentration
  \end{itemize}
 \end{itemize}
}

% Schiffsrouten (ship trails)
%Schiffsroutenwolken bilden sich in Regionen mit tiefer CCN Konzentration 

\subsection{CCN Konzentration und Niesel}
\frame
{
 \frametitle{CCN Konzentration und Niesel}
 \begin{block}{}
 \begin{tabular}{lcll}
 $\left[N\right]$ & $=$ & \#\,cm$^{-3}$ & Tröpfchenkonzentration\\
 $\left[r\right]$ & $=$ & m & Tröpfchenradius\\
 $L$ & $=$ & $0.08$ g & Flüssigwassergehalt\\
 $\varrho$ & = & $1$ g\,cm$^{-3}$ & Dichte von Wasser
 \end{tabular}
 \end{block}
 \begin{block}{}
 $$
 L=\frac{4}{3} \pi \varrho r^3 N
 $$
 
 $$
 \Rightarrow r = \sqrt[3]{\frac{3}{4 \pi \varrho}\cdot\frac{L}{N}}
 $$
 \end{block}
}

\frame
{
 %\frametitle{CCN Konzentration und Tröpfchengrösse}
 \input CCN_niesel.pdf_t
  \begin{itemize}
  \item Inverse Beziehung zwischen Tröpfchenkonzentration und Tröpfchengrösse
 \end{itemize}
}

\frame
{
 \frametitle{CCN Konzentration und Niesel}
 \begin{block}{CCN Konzentration}
  \begin{itemize}
   \item Tiefe CCN Konzentration $\Rightarrow$ erhöhte Ausregnung %Hudson
  \end{itemize}
 \end{block}
 \begin{block}{Niesel}
  \begin{itemize}
   \item Auswaschung von:
   \begin{itemize}
    \item Wasser
    \item CCN $\Rightarrow$ Aufrechterhaltung einer tiefen CCN Konzentration
   \end{itemize}
   \item Hohe CCN Konzentrationen hemmt Auswaschung via Niesel
   \item Stabilisiert die Grenzschicht $\Rightarrow$ Erhöhung der Lebensdauer %Entkopplung usw. Abschnitt 10
  \end{itemize}
 \end{block}
}

\subsection{Schiffswolken (ship trails)}
\frame
{
 \frametitle{Schiffswolken (ship trails)}
 \includegraphics[width=0.59\linewidth]{ship_trails.jpg}
 \input ship_cloud.pdf_t
 %\begin{block}{}
 \begin{itemize}
  \item Erhöhung des Wassergehalts
  \item Kleinere Nieseltröpfchengrösse
 \end{itemize}
 %\end{block}
}

%\subsection{Umwandlung Stratuscumuluswolken zu Passatcumuluswolken}
%\frame
%{
% \frametitle{Stratuscumuluswolken $\rightarrow$ Passatcumuluswolken}
%  \begin{block}{Bestehendes Wolkenmodell}
%  
%  Parametrisierung des Bewölkungsgrades
%  \begin{tabular}{lcl}
%  $FC$ & : & Bewölkungsgrad\\
%  $SR$ & : & Anteil des totalem Wassergehalt am gesättigtem\\ %Wassergehalt\\
%  $RH$ & : & relative Feuchte
%  \end{tabular}
%  $$
%  FC = \frac{SR-1}{SR-RH}
%  $$
%  \end{block}
%  
%  \begin{block}{Neu}
%  Ausregung wird in das Modell eingeschlossen\\
%  $\Rightarrow$ Auswaschungseffizienz von Tiefen Wolken nimmt ab.
%  \end{block} 
%}

\section{Zusammenfassung, Kritik}
\subsection{Zusammenfassung}
\frame
{
 \frametitle{Zusammenfassung}
 \begin{block}{Globale Änderung des Albedos}
 \begin{itemize}
  \item unvollständige Theorie
  \item Klimamodelle bilden tiefe Wolken und Wolkenbildungsprozesse nur grob ab
  \item Bewölkungsgrad +4\% $\mathrel{\widehat{=}}$ 30\% mehr Aerosole $\Rightarrow$ Albedo +0.02
  \item Verringerung von Niesel kann Rückkoppelung wie von Charlson et al. vermutet erhöhen
 \end{itemize}
 $\Rightarrow$ schwierig zu quantifizieren
 \end{block}
 
 \begin{block}{Klimamodelle}
 Wolkenfelder sind nicht nur von grossskaligen thermodynamischen und kinetischen Felder abhängig!
 \end{block}
}

\subsection{Kritik}
\frame
{
 \frametitle{Kritik}
  
 \begin{block}{Positiv}
 \begin{itemize}
  \item Aufdecken neuer Probleme
  \item Zusammenfassung vieler verschiedener Effekte $\Rightarrow$ gute Übersicht welche Effekte es gibt
 \end{itemize}
 \end{block}
 
 \begin{block}{Negativ}
 \begin{itemize}
  \item Knappe Synthese aller einzelnen Effekte
 \end{itemize}
 \end{block}
}

\subsection{Bildnachweis}
\frame
{
 %\frametitle{Kritik}
 \input end.pdf_t
 
 Quelle (Satellitenbilder und Skizze):
 \hyperref{http://www.keesfloor.nl/artikelen/zenit/shiptrail/}{}{}{http://www.keesfloor.nl/artikelen/zenit/shiptrail/}
}

\end{document}
