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Ice supersaturation in the tropopause region over Lindenberg, Germany

Spichtinger, Peter; Gierens, Klaus; Leiterer, Ulrich; Dier, Horst

Meteorologische Zeitschrift Vol. 12 No. 3 (2003), p. 143 - 156

published: Jun 27, 2003

DOI: 10.1127/0941-2948/2003/0012-0143

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ArtNo. ESP025011203004, Price: 29.00 €

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Abstract

The occurrence of ice-supersaturation layers (in either clear air or in cirrus) over the Meteorological Observatory Lindenberg is investigated for the period February 2000 to April 2001 by means of the humidity, temperature, and pressure reports obtained from the Lindenberg corrected RS80A routine radiosonde. The RS80A routine sonde data are corrected on the basis of weekly comparison ascents with Lindenberg research radiosonde humidity data. This research sonde applies the Lindenberg measuring and evaluation technique of "standardized frequencies". We study the frequency of occurrence of ice supersaturation in the tropopause region over Lindenberg, the vertical distribution of ice-supersaturation layers in the upper troposphere and lowermost stratosphere, their situation relative to the tropopause, their vertical dimensions, their temperatures and the statistical distribution of relative humidities. The mean frequency of occurrence of ice-supersaturation layers is about 28%. Most of them occur within a broad layer extending 200 hPa down from the tropopause. Most events occur in cold air with temperature below -40°C. Their vertical extensions can be fitted by a pair of Weibull distributions with mean 560±610 m. The results are compared with findings from the MOZAIC project, from the SAGE II satellite instrument, and with various results from Lidar measurements. Korrigierte Routine-Radiosondendaten der Sonde RS80A (Feuchte, Temperatur, und Druck) werden hinsichtlich des Auftretens von EisübersÄttigung (in klarer AtmosphÄre sowie in Zirren) über Lindenberg für den Zeitraum Februar 2000 bis April 2001 ausgewertet. Die Korrektur erfolgt anhand wöchentlicher Vergleichsaufstiege mit der Forschungssonde des Meteorologischen Observatoriums Lindenberg. Die Forschungssonde nutzt das Lindenberger Mess- und Auswerteverfahren der "standardisierten Feuchtefrequenzen". Wir untersuchen die HÄufigkeit des Auftretens von EisübersÄttigung über Lindenberg, die Höhenverteilung der Schichten, in denen EisübersÄttigung auftritt, in der oberen TroposphÄre und untersten StratosphÄre, deren Lage relativ zur Tropopause, deren vertikale MÄchtigkeit, deren Temperaturen, sowie die statistische Verteilung der relativen Feuchte. Im Mittel kommt EisübersÄttigung in etwa 28% der Sondenaufstiege vor, meistens in einem Bereich bis zu 200 hPa unterhalb der Tropopause, und die Temperatur liegt meistens unterhalb -40°C in den eisübersÄttigten Luftmassen. Die Verteilung der vertikalen Ausdehnung der eisübersÄttigten Luftmassen lÄsst sich durch ein Paar von Weibull-Verteilungen anpassen, wobei die mittlere vertikale Ausdehnung etwa 560±610 m betrÄgt. Die Ergebnisse werden mit Resultaten des MOZAICProjektes und des SAGE II Satelliteninstrumentes verglichen, sowie mit diversen von Lidarmessungen gewonnenen Ergebnissen.