Das CARRIBA-Projekt: Cloud, Aerosol, Radiation and tuRbulence in the trade wInd regime over BArbados

Flache Kumulusbewölkung ist der vorherschende Wolkentyp in den Passatwindregionen. Um das Zusammenspiel von Aerosol, Wolken, Strahlung und Turbulenz in diesem Wolkentyp zu untersuchen, wurde das CARRIBA-Projekt initiiert. Das Vorhaben basiert auf zwei je einmonatigen Feldkampagnen mit den hubschraubergetragenen Messplattformen ACTOS (Airborne Cloud Turbulence Obseration System) und SMART-Helios (Spectral Modular Airborne Radiation measurement sysTem) und unterstützenden bodengebundenen Messungen. Die erste Kampagne fand im November 2010 zum Ende der Feuchtsaison (CARRIBAWet) auf Barbados statt, die zweite Kampagne folgte in der Trockensaison (CARRIBADry) im April 2011. CARRIBA ist in die Langzeitstudien des Max-Planck Instituts für Meteorologie in Hamburg (MPI-M) eingebunden, welches seit 2010 kontinuirlich das Barbados Cloud Observatory (BCO) an der Ostküste Barbados betreibt (z.B. Nuijens et al., 2013).

Der Schwerpunkt des CARRIBA-Projekts und das Zusammenspiel der verschiedenen beteiligten physikalischen Prozesse sind in der Abb. 1 zusammen mit der Messstrategie dargestellt. Die wissenschaftiche Zeilsetzung kann in vier   Hauptthemen aufgeteilt werden:

  • Wolken: Die wolkenmikrophysikalischen Eigenschaften wie Tropfenanzahlkonzentration und Größenverteilung in Passatwindwolken werden für unterschiedliche Wolkengebiete und meteorologischen Bedingungen untersucht. Neben grunsätzlichen Fragestellungen wie Tropfenwachstum in einer turbulenten Wolke wird v.a. auch untersucht wie Wolken auf unterschiedliche Aerosolbelastungen reagieren.
  • Aerosol: Die physikalischen Aerosoleigenschaften in verschiedenen Höhen werden für verschiedene meteorologische Bedingungen untersucht. Ein Schwerpunkt liegt in der Frage wie die Wolken auf nuterschiedliche Aerosolbelastungen reagieren, aber auch wie die Wolken selber die Aerosoleigenshcaften beeinflussen.
  • Strahlung: Die Anfälligkeit der Passatwindwolken auf verschiedene Aerosolbelastungen wird mit Hilfe von Fernerkundungsmethoden für spektral reflektierte Sonnenstrahlung untersucht. Die Strahlungsmessungen werden durch direkte Messungen der Wolkeneigenschaften unterstützt und  mit ihnen verglichen.
  • Turbulenz: Die turbulenten Felder der dynamischen und thermodynamischen Parameter werden für wolkenfreie Gebiete und Wolken untersucht. Hier stehen Mischungsvorgänge an Wolkenrändern im Vordergrund, welche einen direkten Einfluss auf die Wolkenmikrophysik am Wolkenrand haben.
  • Typischen Passatwindwolken über Barbados

    Quelle: Holger Siebert/TROPOS

  • ACTOS und SMART-Helios über der Karibik

    Quelle: Holger Siebert/TROPOS

  • BELL206LR (LongRanger) im Anflug

    Quelle: Holger Siebert/TROPOS