LEIBNIZ-INsTITUT FöUR ATMOsPHöARENPHYsIK e. V. an der ...

(3) im ” on-mode“ wird die im Chemieblock berechnete Ozonverteilung zu jedem Zeitschritt
im Strahlungsblock berücksichtigt; Vergleichsexperimente beinhalten dann die dynamisch-chemischen
Wechselwirkungen zwischen der Zirkulation und der Ozonverteilung.
Die NOx-Emissionsquellen (Blitze und Bodenquellen, ziviler Flugverkehr 1991/92) wurden
von der DLR (Oberpfaffenhofen) zur Verfügung gestellt. Die Experimente erfolgten unter permanenten
Januarbedingungen.
Im off-mode zeigt sich eine maximale Zunahme im NOx um ca. 60 pptv und im Ozon um
ca. 1 ppbv durch den heutigen Flugverkehr (IAP-Bericht 1996/97). Der Anstieg im Ozon ist
geringer als in anderen CTM’s aufgrund der stratosphärischen Zirkulation, die eine Absenkung
der Tropopausenhöhe und dadurch erhöhte NOx-Hintergrundbedingungen in diesem Höhengebiet
verursacht. Abb. 30.2 zeigt die Wirkung zukünftiger (verdoppelter) Flugzeugemissionen. Im
Vergleich zum off-mode verursachen die NOx-Flugzeugemissionen im on-mode sehr viel stärkere,
teils negative Differenzen im Ozon von bis zu 5% in der oberen Troposphäre und unteren
Stratosphäre, da die induzierten Klimaänderungen auch die horizontalen und vertikalen Transporte
von ozonarmen bzw. ozonreichen Luftmassen verändern. Im fixed-mode zeigt sich eine
leichte Verstärkung der residuellen Zirkulation in Verbindung mit Erwärmungen von 0.2-0.5 K
in der Troposphäre und Abkühlungen von 0.2-0.5 K in der Stratosphäre, in Übereinstimmung
mit Ergebnissen anderer Klimamodelle (s.o.). Im on-mode zeigt sich dagegen eine deutlich andere
Signatur der induzierten Temperaturänderungen, die aus einer Verstärkung der residuellen
Zirkulation um ca. 5% resultiert. Die tropische Cumulus-Konvektion verstärkt sich ebenfalls um
ca. 5%. Vergleichsexperimente wurden ebenfalls mit und ohne NOx-Emissionen aus Blitzen und
Bodenquellen durchgeführt.
Die Modellexperimente zeigen, dass die ” direkten“ Wirkungen der NOx-Emissionen bei
Berücksichtigung der dynamisch–chemischen Wechselwirkungen zum Teil mehr als kompensiert
werden. Hieran schliessen sich eine Vielzahl von Fragen zur Rolle dieser Wechselwirkungen bei
der mittleren Ozonverteilung und ihrer natürlichen und anthropogen beeinflussten Variabilität,
die in einem weiteren Projekt mit Hilfe des 2D Modells bearbeitet werden.
Abb. 30.2 Differenzen im Ozon, in der residuellen Stromfunktion und in der Temperatur
zwischen Modell-Läufen mit und ohne zukünftige NOx-Flugzeugemissionen jeweils für die verschiedenen
Modellexperimente (Schwarze Linie: 95% Signifikanz).