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Wolkenformationen

Perlmuttwolken

Beschreibung

Polare Stratosphärenwolken (PSCs), aufgrund ihres Irisierens auch als Perlmuttwolken aus Perlmutt oder Perlmutt bekannt, sind Wolken in der winterlichen Polarstratosphäre.

PSCs sind Wellenwolken. Sie werden oft im Wind von Gebirgszügen gefunden, die Schwerewellen in der unteren Stratosphäre induzieren können. Ihre blattartigen Formen wellen sich langsam und dehnen sich aus, wenn sich die Wellen entwickeln. Die Wolken können auch mit sehr hohen Oberflächenwinden in Verbindung gebracht werden, was auf das Vorhandensein von Winden und Wellen in der Stratosphäre hindeuten oder diese induzieren kann.

PSC Typ II (Wikicommons Quelle: NASA)

Formation

PSCs bilden sich bei Temperaturen um -85 ° C, kälter als die durchschnittlichen Temperaturen in der unteren Stratosphäre, und bestehen aus Eispartikeln mit einem Durchmesser von ~ 10 µm. Die Wolken müssen aus ähnlich großen Kristallen bestehen, um die charakteristischen hellen irisierenden Farben durch Beugung und Interferenz zu erzeugen.PSCs bilden sich in sehr großen Höhen zwischen 15 und 25 km (etwa 50.000 bis 80.000 Fuß). Nur bei sehr niedrigen Temperaturen gibt es genügend Kondenswasser, um in der extrem trockenen Luft in diesen Höhen Wolken zu erzeugen. Manchmal werden im Winter in der Nähe des Nord- oder Südpols die Temperaturen in der unteren Stratosphäre so niedrig, dass sich PSCs bilden können. Eine Theorie besagt, dass starke Winde in der Troposphäre Bergwellen induzieren können, wenn orographische Merkmale angetroffen werden. Diese Wellen können nach oben in die Stratosphäre vordringen, wo das Heben und Abkühlen PSCs erzeugen kann.

PSCs sind häufiger in der Nähe des Südpols, der typischerweise kälter ist, aber in letzter Zeit wurden PSCs in der Nähe des Nordpols beobachtet.

PSC-Typen

PSCs werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung, die mit LIDAR gemessen werden kann, in die Typen I und II eingeteilt. Die Technik bestimmt auch die Höhe und Umgebungstemperatur der Wolke.

  • Wolken vom Typ I enthalten Wasser, Salpetersäure und/oder Schwefelsäure und sind eine Quelle des polaren Ozonabbaus. Sie bilden sich, wenn die Temperaturen auf -78 ° C oder darunter fallen.Typ-Ia-Wolken bestehen aus großen, asphärischen Partikeln, die aus Salpetersäuretrihydrat (NAT) bestehen.
  • Wolken vom Typ Ib enthalten kleine, kugelförmige Partikel (nicht depolarisierend) einer flüssigen, unterkühlten ternären Lösung (STS) aus Schwefelsäure, Salpetersäure und Wasser.
  • Typ Ic Wolken bestehen aus metastabiler wasserreicher Salpetersäure in fester Phase.
  • Typ-II-Wolken, die in der Arktis sehr selten beobachtet werden, bestehen nur aus Wassereis. Sie benötigen Temperaturen von -83 ° C oder niedriger, um sich zu bilden.
  • Nur Typ-II-Wolken sind notwendigerweise perlmuttartig, während Typ-I-Wolken unter bestimmten Bedingungen irisieren können, genau wie jede andere Wolke.

    PSCs als Ursache für die Zerstörung des stratosphärischen Ozons

    PSCs galten lange Zeit als Kuriositäten und ohne wirkliche Konsequenzen. Wolken vom Typ I sind jedoch heute als Orte schädlicher Zerstörung des stratosphärischen Ozons über der Antarktis und der Arktis bekannt. Ihre Oberflächen wirken als Katalysatoren, die gutartigere Formen von vom Menschen hergestelltem Chlor in aktive freie Radikale (z. B. ClO, Chlormonoxid) umwandeln. Während der Rückkehr des Frühlingssonnenlichts zerstören diese Radikale viele Ozonmoleküle in einer Reihe von Kettenreaktionen. Die Wolkenbildung ist doppelt schädlich, da sie auch gasförmige Salpetersäure aus der Stratosphäre entfernt, die sich sonst mit ClO zu weniger reaktiven Formen von Chlor verbinden würde.

    Turbulenz

    Wenn die PSCs das Ergebnis von Bergwellen sind, können sich die Turbulenzen, die typischerweise mit diesen Wellen verbunden sind, bis in die Stratosphäre erstrecken.

    • Plötzliche stratosphärische Erwärmung (SSW)
    • Nachtleuchtende Wolken
    • Bergwellen
    • Ozon

    Weitere Informationen

    • Polare Stratosphärische Wolken, Australisches Ministerium für Umwelt und Energie, Australische Antarktisabteilung.

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