Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Atmosphärenphysik

Fachgebiet: Atmosphärenphysik

Noctilucent clouds (NLC) at the polar summer mesosphere are highly sensitive to atmospheric conditions, therefore they are an important climate indicator. In this thesis, two different atmospheric models are used to simulate the mean conditions and waves in the mesosphere. An ice particle model is combined with the atmospheric models to simulate the formation of noctilucent clouds. The modeled NLC resembles measured ice clouds in typical cloud altitude, brightness, and duration. Large NLC particles are studied through their life cycle: Only 1% of ice particles grow to visible size (~50 nm). Most of the particle growth takes place at ~83 km, within 6 hours prior to observation. Here, upwelling keeps the NLC particles in an environment with many H2O molecules and thereby supports ice particle growth. The particle age at 69°N is ~36 h, with longer lifetimes at higher latitude.

Leuchtende Nachtwolken (NLC) in der polaren Sommermesopausenregion reagieren sehr empndlich auf ihre Umgebungsbedingungen und sind daher ein guter Indikator für Klimaschwankungen. In dieser Arbeit werden zwei verschiedene Modelle der Atmosphäre verwendet, um die mittleren Bedingungen und Wellen in der Mesosphäre zu simulieren. Ein Eisteilchenmodell wird mit beiden Atmosphärenmodellen gekoppelt, um die Bildung von Leuchtenden Nachtwolken zu simulieren. Die modellierte NLC ähnelt gemessenen Eiswolken in Höhe, Helligkeit und Dauer. Große Eisteilchen werden über deren Lebensdauer untersucht: Nur 1% der Eisteilchen wachsen zu sichtbarer Größe (~50 nm) heran. Der Großteil des Wachstums findet in ~83 km innerhalb von 6 Stunden der Beobachtung statt. Dort halten Aufwinde die NLC-Teilchen in der wasserdampfreichen Umgebung, was deren Wachstum begünstigt. Das Alter von Eisteilchen bei 69°N ist ~36 h, in höheren Breiten werden die Teilchen älter.