Ship-based cloud remote sensing observations made onboard R/V Meteor
during the ElUcidating the RolE of Cloud-Circulation Coupling in ClimAte, EUREC4A,
campaign are presented and used to calculate cloud droplet number concentrations. The calculation is based on cloud liquid water path LWP and droplet effective radius reff retrieved from spectral measurements of transmitted solar radiance. It is shown that measurement uncertainties and retrieval assumptions impact the accuracy of the results. A case study indicates that the retrieval of LWP and reff is most affected by 3D-radiative effects in case of shallow cumulus and drizzle, which violates the adiabatic theory and plan-parallel geometry on which the radiative transfer simulations of the retrieval are based. Depending on the cloud thickness, the retrieval of reff might suffers from ambiguity.
These retrieval uncertainties and their implications on the estimated cloud droplet
number concentration are investigated by a sensitivity study. The analysis showed that
most of the uncertainty is introduced by reff, whereas LWP contributes significantly to
the uncertainty only for thin clouds. Therefore, it is concluded that only selected cloud
cases, which do not violate the retrieval assumption, such as stratiform cloud layers, are suited to apply the retrieval approach in further studies. / Fernerkundungsmessungen von Wolken auf dem Forschungsschiff
R/V Meteor während der ElUcidating the RolE of Cloud-Circulation Coupling in
ClimAte, EUREC4A, Kampagnewerden vorgestellt und zur Berechnung der Tröpfchenanzahlkonzentration verwendet. Die Berechnung basiert auf Messungen des Flüssigwasserpfads LWP und dem effektiven Tröpfchenradius reff, welche aus spektralen Messungen der transmittierten solaren Strahldichte abgeleitet wurden. Es wird gezeigt, dass Messunsicherheiten und Annahmen bei der Ableitung der Wolkeneigenschaften die Genauigkeit der Ergebnisse beeinflussen. Eine Fallstudie zeigt, dass die Ableitung von LWP und reff am stärksten durch 3-dimensionale Strahlungseffekte von flachen Cumuli und Nieselregen beeinflusst wird. Beides wiederspricht den Idealisierungen von adiabatischen Wolken und einer planparallelen Geometrie, auf denen die Strahlungstransfersimulationen des Verfahrens beruhen. Abhängig von der Wolkendicke kann die Ableitung von reff zusätzlich durch Mehrdeutigkeiten beeinflusst sein.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:85556 |
| Date | 26 May 2023 |
| Creators | Ehrlich, A., Stapf, J., Emmanouilidis, A., Wolf, K., Schäfer, M., Kalesse-Los, H. |
| Publisher | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-855074, qucosa:85507 |
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