Parametrization of aerosol eddy diffusion controlled by the aerological structure

Summary

Studies in the effects of aerological fine-structure characteristics upon vertical distribution of aerosols were continued. Emphasis was put on largely concluding the development of a parametrization of the relationship between aerological parameters and vertical eddy aerosol diffusion. This parametrization is based (a) on a recently improved theoretical derivation of exchange coefficient from vertical profiles of particle concentration; (b) on the entirety of data obtained in several years; and thus (c) on adequate.

Data: Continuous recording of RaB and RaC concentrations in the air at 740 m, 1780 m, and 3000 m a. s. l., and computation of mean vertical exchange coefficients for the strata between; recording of air conductivities and Aitken nucleus concentrations at the same levels. Application of all of these data in computing continuous vertical profiles of Aitken nucleus concentrations from air conductivity profiles taken by our telemetry systems: All earlier telemetry runs as well as the most recent ones, viz.: 2400 runs by Zugspitze cable car (1000–3000 m a. s. l.), and 900 runs by Wank cable car (740–1780 m), from the period of July 1970 through mid-October 1972, were used to compute the exchange and diffusion coefficients.

The respective aerological profiles covered simultaneously were used for parametrization of the relationship of the incremental exchange coefficient with the fine structure of aerological parameters. In practice the functions obtained can directly be used to determine stratified exchange intensity from radiosonde ascents.

Zusammenfassung

Unsere Studien über den Einfluß der aerologischen Feinstruktur-Parameter auf die vertikale Verteilung des Aerosols wurden planmäßig fortgesetzt. Das Hauptaugenmerk war auf den weitgehenden Abschluß der Herausarbeitung einer Parameterisierung der Beziehungen zwischen aerologischen Parametern einerseits und der vertikalen Scheindiffusion andererseits gerichtet. Diese Parameterisierung gründete sich a) auf die jüngsten verbesserten theoretischen Ableitungen des Austausch-Koeffizienten aus den gemessenen vertikalen Profilen der Partikelkonzentration, b) auf die Gesamtheit der seit Jahren gewonnenen Daten und somit c) auf hinreichende statistische Signifikanz.

Daten: Kontinuierliche Registrierungen von RaB- und RaC-Konzentrationen in Luft in 740, 1800 und 3000 m Höhe und Berechnung der mittleren vertikalen Austauschkoeffizienten für die Schichten dazwischen; Registrierungen der Luftleitfähigkeiten und Aitkenkern-Konzentrationen in denselben Höhen. Anwendung all dieser Daten zur Berechnung der kontinuierlichen, vertikalen Profile der Aitkenkern-Konzentrationen aus den Luftleitfähigkeits-Profilen, die mit den Telemetrie-Systemen aufgenommen worden sind. Alle älteren und jüngsten Telemetrie-Meßfahrten, nämlich 2400 mit der Zugspitz-Seilbahn und 900 mit der Wank-Seilbahn, aus der Zeit von Juli 1970 bis Mitte Oktober 1972 wurden benutzt, um auf der inzwischen verbesserten theoretischen Basis die Austausch- und Diffusions-Koeffizienten zu berechnen. Die jeweils gleichzeitig erfaßten aerologischen Profile dienten zur Parametrisierung der Abhängigkeit des incremental exchange coefficients von der Feinstruktur aerologischer Parameter. Die erhaltenen Funktionen können in der Praxis direkt zur Bestimmung der schichtweisen Austauschintensität aus Radiosondenaufstiegen benutzt werden.