Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

a) b)
Abb. 47.2: Mittlere Heizung [10 −3 K Tag −1 ] infolge der Ozonanomalie über dem Nordatlantik, (40 ◦ -
10 ◦ W), (a) und Zentraleuropa, (0 ◦ - 30 ◦ O), (b).
Die Abb. 47.2 zeigt die Höhen-Breitenverteilung der direkten totalen Heizung bedingt durch
die Ozonanomalie gemittelt über die angegebenen Längenbereiche für den Monat Januar wie sie
im Modell bestimmt wurde. Mehr Ozon über Europa verursacht oberhalb 100 hPa Abkühlung
und unterhalb Erwärmung. Über dem Nordatlantik bringt weniger Ozon eine Erwärmung oberhalb
von 100 hPa und unterhalb Abkühlung. Bei längerer Integration ist diese direkte Ozonanomalieantwort
von dynamischen Rückkoppelungen überlagert. Es gibt eine positive Korrelation
zwischen der Ozonanomalie und den mittleren Differenzen des geopotentiellen Höhenfeldes
im Bereich der Tropopause, jedoch hauptsächlich über dem Nordatlantik.
Abb. 47.3: Änderung der Aktivität der Sturmzugbahnen (definiert als Standardabweichung der bandpass
(2-6 Tage) gefilterten Geopotentialstörungen [gpm]) über dem Nordatlantik infolge der Ozonanomalie auf
der 500 hPa Fläche.
Eine beachtliche nordöstliche Verschiebung der Aktivität der Sturmzugbahnen ist in
Abb. 47.3 zu beobachten. Die Veränderungen im Geopotential, Temperatur und Windfeld sind
lokal statistisch signifikant (>95%). Für das zonale Windfeld werden die signifikanten Änderungen
bedingt durch die Ozonanomalie in Abb. 47.4 gezeigt.
Die momentane Strahlungsanregung infolge der Ozonanomalie kann nicht allein die starke
Antwort der Zirkulation erklären. Das zusätzliche Ozon über dem Nordatlantik verursacht eine
primäre Abnahme der Stabilitätsrate nahe der Tropopause (Abb. 47.2a), d.h. die Konvektion
kann höhere Schichten erreichen. Stärkere Transporte von feuchter Luft bringen mehr Wasserdampf
in die Tropopausenregion und verursachen eine zusätzliche solare Erwärmung dort. Ohne
Dynamik würde diese Erwärmung durch entgegenwirkende Emission von langwelliger Abstrahlung
bilanziert werden.
129