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Changes in particle size distribution of mineral dust after long-range transport and its impact on optical properties and radiative effects
Lisa-Maria Wieland
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Bernadett Weinzierl
DOI
10.25365/thesis.73935
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17437.44439.193840-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Saharastaub ist eine der häufigsten Aerosolpartikelarten in der Atmosphäre, die in einer erhöhten Luftschicht über weite Strecken nach Westen transportiert wird. Im Rahmen der SALTRACE-Kampagne wurde festgestellt, dass Partikel, die größer als 7 μm sind, in der Karibik ankommen, was nach theoretischen Berechnungen unerwartet war. In dieser Studie werden die Veränderungen in der Anzahlgrößenverteilung (NSD) von Mineralstaub nach dem weiträumigen Transport und die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die optischen Eigenschaften und den direkten Strahlungseffekt (DRE) untersucht. Gemittelte, für Mineralstaub repräsentative, Partikel NSD wurden aus dem SALTRACE-Datensatz für vor und nach dem Ferntransport erstellt. Die Änderungen der NSD nach dem Ferntransport werden quantifiziert. Die optischen Eigenschaften und DREs werden mit den Softwarepaketen MOPSMAP bzw. libRadtran simuliert. Die Änderung der NSD nach dem Ferntransport führt zu einer Abnahme der kurzwelligen (SW) und langwelligen (LW) Extinktions- und Absorptionskoeffizienten. Partikel größer als 7 μm tragen an beiden Orten weitgehend zur Absorption im SW und LW bei, wobei der Beitrag nach dem Ferntransport geringer ist. Wir fanden heraus, dass Partikel über 7 μm in der Karibik keinen wesentlichen Beitrag zum Gesamt-DRE leisten und dass der verringerte Kühleffekt nach dem transatlantischen Transport hauptsächlich auf die Abnahme der Aerosol-optischen Dicke zurückzuführen ist. In der Region Cabo Verde ist die DRE von Staubpartikeln größer als 7 μm sichtbar. Es ist zu erwarten, dass die DRE von 7-μm-Partikeln in globalen Modellen unterschätzt ist.
Abstract
(Englisch)
Saharan mineral dust is one of the most abundant aerosol particle types found in the atmosphere, which gets transported over long distances westwards within an elevated air layer. In a campaign called SALTRACE, it was found that particles larger than 7 μm arrive in the Caribbean, which was unexpected from theoretical calculations. In this study, the changes in the number size distribution (NSD) of mineral dust after long-range transport, and the impact of these changes on optical properties and the direct radiative effect (DRE) are assessed. Mean particle NSDs, representative for mineral dust, before and after long-range transport are created from the SALTRACE data set. The changes in the NSD after long-range transport are quantified. Optical properties and DREs are simulated using the software packages MOPSMAP and libRadtran, respectively. The change in the NSD after long-range transport leads to a decrease in the short-wave (SW) in the long-wave (LW) extinction and absorption coefficients. Particles above 7 μm contribute largely to the absorption in the SW and LW in both locations, with a smaller contribution after long-range transport. We found that particles larger than 7 μm in the Caribbean are not a major contributor to the total DRE and that the decreased cooling effect after the transatlantic transport mainly origins from the decrease of the aerosol optical depth. In the Cabo Verde region, the DRE of dust particles larger than 7 μm is visible. An underestimation of the DRE of 7 μm particles in global models can be expected.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Mineralstaubpartikel Strahlungseffekte optische Eigenschaften Transport von Mineralstaubpartikel Atmosphärische Aerosolpartikel Klimawandel Klimamodelle
Schlagwörter
(Englisch)
Mineral dust direct radiative effect optical properties long-range transport of mineral dust atmospheric aerosol particles climate change climate models
Autor*innen
Lisa-Maria Wieland
Haupttitel (Englisch)
Changes in particle size distribution of mineral dust after long-range transport and its impact on optical properties and radiative effects
Paralleltitel (Deutsch)
Veränderungen in der Partikelgrößenverteilung von Mineralstaub nach Langstreckentransport und ihre Auswirkungen auf optische Eigenschaften und Strahlungseffekte
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
viii, 188 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernadett Weinzierl
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
38 Geowissenschaften > 38.81 Atmosphäre
AC Nummer
AC16912586
Utheses ID
67382
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |