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Kopplung von Dynamik und atmosphärischer Chemie

in der Stratosphäre

KODYACS

Martin Dameris (DLR-IPA)

mit Partnern vomDWD (Met. Obs. Hohenpeißenberg), FZK (IMK),

FZJ (ICG-I), MPI-C, MPI-M

AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

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•Untersuchung von dynamischen, chemischen und (mikro-)physikalischen Prozessen sowie deren Wechselwirkungen•Untersuchung der Kopplungsmechanismen vonTroposphäre, Stratosphäre und Mesosphäre

mit dem Ziel einer

•verbesserten Vorhersage von Änderungen des Klimas sowie der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre•Schaffung von Grundlagen für eine saisonale „Wettervorhersage“

AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

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Kopplung Dynamik und Chemie

AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

4AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Zeitliche Entwicklung der Ozonsäule(in Dobson Einheiten):

Ergebnisse von MA-ECHAM4/CHEM (trans. Lauf)

1960 1980

1980 2000

80°N

80°N

80°S

80°S

0°

0°

5AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

1955 1975

1975 2000

Zeitliche Entwicklung der Ozonsäule(Anomalien in Dobson Einheiten):

Ergebnisse von E39/C (transienter Lauf)

6AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Analyse von Meßdaten: Met. Obs. Hohenpeißenberg (47°N)

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tro

po

pa

use

[km

]

6 7 7 0 7 3 7 6 7 9 8 2 8 5 8 8 9 1 9 4 9 7 0 0 0 3F e b r u a r y o f y e a r

3 2 0

3 6 0

4 0 0

4 4 0

O3

[D

U]

244

248

252

256

5 k

m t

em

pe

ratu

re [

K]

to ta l ozone: -18 D U /decade

tropopause: +150 m /decade

T(5km ): +1 K /decade

Steinbrecht et al., 2001(mit Ergänzungen)

47°N

1967

~ +80 m/dec

Änderung der Tropopausenhöhe (in km)Ergebnisse von E39/C

7AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Vergleich H2O-Verteilung (in ppmv)

20

40

60

80

40°N80°S 40°S 0° 80°N

alti

tud

e [k

m]

MIPAS/ENVISAT: Sep. 2002MA-ECHAM/CHEM: Sep. 1998

8AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

„Pinatubo“ Simulation mit interaktivem und prognostischem vulkanischen Aerosol

(MA-ECHAM4/CHEM/SAM)

AVHHR SAGE

Modell

Optische Dicke = 0.5 µm Gesamt-Ozon Anomalie [DU]Modell

Beobachtung

Dynamisch-chemische Wechselwirkungen führen im Modell im Gegensatz zur Beobachtung zu einem Zusammenbruch des Polarwirbels.

9AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

De- und Renitrifizierung im Polarwirbel

Flugstrecke der M-55 Geophysika

Vergleich CLaMS mitMessungen von der GeophysikaErgebnisse von CLaMS

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Kopplung der Atmosphärenschichten

AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

11AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

NAO index positive NAO index negative

NAO index negativeNAO index positive

Niederschlagsrate bei starkem Polarwirbel

Niederschlagsrate bei schwachem Polarwirbel

12AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Temperaturfluktuationen in 400 hPa: Beitrag von QBO und 11-jährigem Sonnenzyklus in

NCEP Re-Analysen und den ECHAM Modellen

13AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Kopplung Mesosphäre und Stratosphäre:Beobachtungen und Modellergebnisse

20. Sep. 2002

CO (ppm), MIPAS/ENVISAT Beobachtung, IMK Retrieval

13. Okt. 2002

SF6 Tracer mit mesosphärischer Chemie (ppt), KASIMA Modell

CO (ppb), MA-ECHAM4/CHEM, transienter Lauf, Oktober 1997

80°S 80°N0°80°S 80°S80°N 80°N0° 0°

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• Gute Kooperation zwischen den Gruppen hat entscheidend zu verbessertem Verständnis atmosphärischer Vorgänge geführt.

• Modellwerkzeuge (CCMs, CTMs) konnten verbessert werden.

• Die Basis für verbesserte Vorhersagen von Veränderungen dynamischer und chemischer Prozesse in der unteren und mittleren Atmosphäre wurde gelegt, auch für saisonale Wettervorhersagen.

• Durch KODYACS wurde es möglich, dass die in Deutschland entwickelten Klima-Chemie- und Chemie-Transport-Modelle weltweit zu den besten zählen.

AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Bewertung

15AFO 2000 Abschlußseminar, Bad Tölz, 22.-24. März 2004

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

KODYACS-Poster: Nr. 83 - 91!

www.pa.op.dlr.de/kodyacs