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Lexikon der Geographie: Cloud Forcing

Cloud Forcing, CF, Einfluss der Wolken auf die Netto-Strahlungsbilanz im System Erde-Atmosphäre. CF ergibt sich als Differenz zwischen der aktuellen Strahlungsbilanz mit Wolkenfluss (H) und einer wolkenfreien Referenzatmosphäre (H0) bei sonst identischen Bedingungen (Temperatur, Wasserdampfgehalt etc.) und wird in W/m2 angegeben:
CF=H-H0.
Dabei wird CF häufig in einen kurzwelligen (solare Strahlung, SCF) und einen langwelligen (terrestrisches Infrarot, LCF) Anteil untergliedert. CF dient vor allem zur Abschätzung der Auswirkung von veränderten Bewölkungsverhältnissen auf das Klimasystem bei Untersuchungen zu Klimaänderungen ( Abb.).


Cloud Forcing: Cloud Forcing: Zonal gemitteltes Cloud Forcing CF für das Jahr 1985 im kurzwelligen solaren (SCF) und langwelligen terrestrischen (LCF) Spektralbereich. Das Netto Forcing (CF) ist die Summe aus SCF und LCF. Das kurzwellige Forcing ergibt sich aus der solaren Einstrahlung S↓ mit der Albedo einer wolkenfreien Referenzatmosphäre (a0) – der solaren Einstrahlung S↓ mit der natürlichen Albedo (a). Aufgrund der hohen natürlichen Wolkenalbedo ist das SCF negativ. Das LCF ergibt sich aus der langwelligen Ausstrahlung einer wolkenfreien Referenzatmosphäre F0 – der langwelligen Ausstrahlung der natürlichen Atmosphäre F. Durch die atmosphärische Gegenstrahlung (Treibhauseffekt der Wolken) ist das LCF über alle Breitenkreise positiv. In der Nettobilanz überwiegt die kurzwellige Reflexion an der Wolkenobergrenze gegenüber dem Treibhauseffekt der Wolken, sodass Wolken grundsätzlich eine abkühlende Wirkung (negatives Netto-CF) bewirken. Allerdings sind die Nettoverluste in den Tropen wesentlich geringer als in den Mittelbreiten, wo vornehmlich Mischwolken mit längerer Lebensdauer und größerer Flächenbedeckung auftreten. Mischwolken verursachen ein höheres kurzwelliges Forcing als die raum-zeitlich begrenzteren Konvektionswolken der Tropen, die zusätzlich aufgrund ihrer kalten Oberflächentemperatur (große Höhe, geringe thermische Abstrahlung) und der warmen Wolkenbasis (hohe Gegenstrahlung) ein positiveres langwelliges CF aufweisen.
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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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