20 KAPITEL 2. GRUNDLAGEN

20 KAPITEL 2. GRUNDLAGEN DER OZONCHEMIE logene verursachte Ozonverlustprozeß . Der Einfluß der verschiedenen Abbauzyklen ist abhängig von der Höhe . Der Einfluß des C10-O-Zyklus ist maximal im Bereich um 40 km Höhe . Hier ergeben Modellrechnungen und Satellitenbeobachtungen übereinstimmend eine Abnahme des Ozongehalts von ca . 7-9% pro Dekade [WMO, 1998] . Derzeit gibt es keine wesentlichen Unsicherheiten im Chlorbudget und in der Partitionierung der Chlorfamilie für die obere Stratosphäre . In der unteren Stratosphäre, wo sich auch das meiste Ozon befindet, kann diese Ozonabnahme nicht allein durch halogeninduzierten chemischen Abbau erklärt werden . Mechanismen wie die Einmischung ozonärmerer Luft aus dem Polarwirbel sowie auch aus den Tropen in die mittleren Breiten werden diskutiert [z . B . WMO, 1998 ; Kerr, 2001] . Eine Anhebung der Tropopause scheint ebenfalls zum beobachteten Trend beizutragen . 2 .4 Korrelationen zwischen Spurengasen Als wichtiges Werkzeug der stratosphärische Chemie hat sich die Methode der sogenannte Tracer-Tracer-Korrelationen [Plumb und Ko, 1992] erwiesen, die darauf basiert, daß die Mischungsverhältnisse von hinreichend langlebigen Spurengase in einem festen funktionalen Zusammenhang stehen . Es ist so möglich durch Messung des Mischungsverhältnisses eines Spurengases, das Mischungsverhältnis des anderen Spurengases zu bestimmen . Kompakte Korrelationen zwischen zwei Spurengasen treten immer dann auf, wenn die lokalen chemischen Lebensdauern der betrachteten Spurengase größer sind als die Zeitskalen der quasi-horizontalen Transportprozesse . Insbesondere ergibt sich eine li neare Beziehung der Spurengase zueinander, wenn ihre lokalen chemischen Lebensdauern größer sind, als die Zeitskalen für den vertikalen Transport . Für Spurengase deren atmosphärische Verweildauern durch den Austrag aus der Stratosphäre bestimmt sind, kann aus der Steigung ihrer Tracer-Tracer-Korrelationen in der unteren Stratosphäre ihre atmosphärische Verweildauer bestimmt werden . Tracer-Tracer-Korrelationen sind nicht universell gültig, sondern meist auf Zonen geographischer Breite beschränkt, innerhalb derer keine Barrieren für den quasihorizontalen Transport auftreten . So findet man beispielsweise aufgrund der subtropi schen Mischungsbarriere unterschiedliche Tracer-Tracer-Korrelationen in den Tropen und in mittleren Breiten [Volk et al., 1996] . Trotz der vorhandenen Transportbarriere am Wirbelrand, werden innerhalb des Polarwirbels die gleichen kompakten und über den polaren Winter konstante Korrelationen zwischen langlebigen Spurengase wie außerhalb des Polarwirbels erwartet [Plumb und Ko, 1992] . Solch eine Erhaltung der Tracer-Tracer-Korrelationen konnte durch Satellitenmessungen bestätigt werden [z . B . Müller et al., 1999] . Bei nichtlinearen Tracer-Tracer-Korrelationen zweier langlebiger Spurengase können jedoch Abweichungen aufgrund von Mischungsprozessen am Wirbelrand in den Tracer-Tracer-Korrelationen sichtbar werden [z . B . Waugh et al ., 1997 ;

2 .4 . KORRELATIONEN ZWISCHEN SPURENGASEN 21 Plumb et al ., 2000] . Tracer-Tracer-Korrelationen werden nicht nur zwischen den Mischungsverhältnissen chemischer Spurengase betrachtet, sondern auch zwischen einem chemischen Spurengas und meteorologischen Erhaltungsgrößen wie der der potentiellen Vortizität (PV), die im AnhangA beschrieben wird . Tracer-Tracer-Korrelationen haben sich auch als wichtigstes Instrumentarium zur Beschreibung der Ozonverlustmechanismen in den Polargebieten erwiesen, wie z . B . in Abbildung 2 .5 gezeigt ist . Durch sie ist es möglich, chemische und dynamische Prozes se getrennt zu untersuchen . Korrelation zwischen 0,3 und einem interten Spurengas, wie CH 4 oder N 2 0, können zur Diagnose des polaren Ozonabbaus benutzt werden . So können Tracer-Ozon-Korrelationen unter ungestörten Bedingungen ( Vorwinterkor- Abbildung 2 .5 : Im März 1996 vom Satelliteninstrument HALOS gemessenes mittleres Ozonprofil (linke Kreise . Der chemische Ozonabbau ist im Vergleich mit dem Ozonprofil, das aufgrund der Korrelationsfunktion zwischen 03 - CH4 ohne chemischen Ozonabbau zu erwarten wäre (rechte Kreise, deutlich zu erkennen . Zum Vergleich sind zusätzlich Profilmessungen in der Antarktis vom September 1985 (links, graue Fläche eingetragen, das Jahr in dem das Ozonloch entdeckt wurde . Der chemische Ozonverlust über der Arktis im Winter 1995/1996 war demnach mit dem Ozonverlust in der Antarktis 1985 vergleichbar Müller et al., 1997].