Berichte des Forschungszentrums Jülich

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Berichte des Forschungszentrums Jülich - JuSER

Untersuchungen zur Photochemie von stratosphärischem

Chlormonoxid und seinem Einfluß auf den Ozonabbau in

mittleren und hohen Breiten

Zusammenfassung

Zielsetzung dieser Arbeit ist es offene Fragen bezüglich des stratosphärischen halogeninduzierten

Ozonabbaus sowohl in mittleren als auch in polaren Breiten zu untersuchen

. Es wurden in-situ Messungen von Chlormonoxid (C10) mit dem Jülicher ballongetragenen

C10/BrO-Instrument in mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre

durchgeführt . Diese C10-Beobachtungen wurden mit Hilfe von geeigneten Modellsimulationen

der photochemischen Boxmodell-Version des Chemischen Lagrangeschen

Modells der Stratosphäre (CLaMS) analysiert und interpretiert . Untersuchungsgegenstand

ist die Rolle der C10-Photochemie erstens bei den Unstimmigkeiten im derzeitigen

quantitativen Verständnis der polaren Ozonchemie und zweitens bei den ungeklärten

Ursachen des Ozonabbaus in mittleren Breiten . Die in der vorliegenden Arbeit

präsentierten C10-Messungen aus mittleren Breiten wurden am 14 . November 1996 in

Leon (Nordspanien) und am 3 . Mai 1999 in Aire sur 1'Adour (Südfrankreich) gewonnen

. Die Durchführung der C10-Messungen in hohen Breiten erfolgte am 27 . Januar

2000 und am 1 . März 2000 in Kiruna (Nordschweden) .

Photochemische Studien zum tageszeitlichen Verhalten der C10-Mischungsverhältnisse

werden für alle vier untersuchten Flüge durchgeführt . Das beobachtete

tageszeitliche Verhalten der C10-Mischungsverhältnisse wird in Abhängigkeit

von der Höhe mit Ergebnissen von Modellsimulationen verglichen . Es kann im Rahmen

dieser Arbeit die stratosphärische C10-Photochemie in mittleren Breiten bis in

ca . 31 km Höhe und im arktischen Winter 1999/2000 für Höhen bis ca . 25 km durch

Modellsimulationen überprüft und bestätigt werden .

Ferner werden Langzeitstudien zur Untersuchung der zeitlichen Entwicklung

sowohl der Chlorpartitionierung als auch der Chloraktivierung und des

Ozonverlusts im Laufe des arktischen Winters 1999/2000 durchgeführt, um zu unter

suchen inwieweit gemessene C10-Vertikalprofile und der gleichzeitig beobachtete Ozonverlust

durch Modellsimulationen beschrieben werden können . Diese Modellsimulationen

erstrecken sich über einen Zeitraum von Anfang Dezember 1999 bis zum 27 . Januar

2000 bzw . bis zum 1 . März 2000 . An Hand von Sensitivitätstests wird der Einfluß von

polaren Stratosphärenwolken und einer in diesem Winter beobachteten Denitrifizierung

auf die Chloraktivierung untersucht . Ferner wird für große Höhen zusätzlich der Einfluß

kosmischer Strahlen auf die stratosphärische Chlorchemie analysiert . Die Ergebnisse

dieser Simulationen werden durch verschiedene in-situ und Satelliten-Messungen

validiert . Die gemessenen C10-Höhenprofile können im Rahmen ihrer Fehlergrenzen

durch die Simulationen reproduziert werden . Die offene Frage inwieweit Modelle die

vertikale Verteilung der C10-Mischungsverhältnisse und den gleichzeitig beobachteten

Ozonverlust im Verlauf des polaren Winters beschreiben können, kann für den

arktischen Winter 1999/2000 positiv beantwortet werden .

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