Berichte des Forschungszentrums Jülich

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62 KAPITEL 5 . DER ARKTISCHE WINTER 1999/2000

also bei völliger Unterdrückung der heterogenen Hydrolyse, können die C10-

Messungen reproduziert werden .

(2) Es wurden Modellsimulationen durchgeführt, in denen die beiden Parametrisierungen

der Reaktionswahrscheinlichkeit ,y von Abbatt und Molina [1992] und

Zhang et al . [1994] bzw . von Hanson und Ravishankara [1993] (vgl . Kap . 4) vergli

chen wurden . Aber auch hier ergibt sich keine Annäherung der Modellergebnisse

an die Messungen .

Zusätzlich wurde der Einfluß galaktischer kosmischer Strahlung in diesen Höhen

untersucht . N 2 und 0 2-Moleküle können durch den Einfluß der kosmischen Strahlung

dissoziert werden, was zu einer Erhöhung der NO-Mischungsverhältnisse in

der betreffenden Luftschicht führt . Dieser Mechanismus wurde durch die Implementierung

einer konstanten NOX-Quelle in das CLaMS-Modell berücksichtigt,

unter der Annahme einer Ionisationsrate ti 50 cm-3 s-1 [Neher, 1967] und

einer Produktion von 1 .5 NO Molekülen pro ionisiertem Luftmolekül [ Crutzen

et al ., 1975] . Modellsimulationen unter Berücksichtigung von galaktischer kosmischer

Strahlung reproduzieren nahezu die gemessenen C10-Mischungsverhältnisse

des Fluges im März, überschätzen aber immer noch die gemessenen C10-

Mischungsverhältnisse des Fluges im Januar (s . Abb . 5.7 und 5 .8) .

Außer dieser zeitlich und räumlich konstanten NOX-Quelle wurde auch eine

semi-empirische Parametrisierung der Ionenpaarproduktion durch galaktische

kosmische Strahlung nach Heaps [1977] in das CLaMS-Modell implementiert .

Diese Parametrisierung ist abhängig von der Höhe, der geomagnetischen Breite

und von der Phase des 11jährigen Sonnenzyklus . Diese Parametrisierung

wurde anhand von Messungen der Ionisationsrate mit Foschungsballonen Ende

der sechziger und Anfang der siebziger Jahre gewonnen . Um den möglichen

maximalen Einfluß der galaktischen kosmischen Strahlung abzuschätzen wurde

ein Minimum im 11jährigen Sonnenfleckenzyklus, daß einer maximalen Ionisationsrate

entspricht, angenommen . Die unter diesen Annahmen simulierten

NO-Produktionsraten sind kleiner als die bei einer konstanten NO X-Quelle angenommenen

NO-Produktionsraten von ca. 75 Molekülen cm-3 s -1 [Neher, 1967],

deshalb ist der Einfluß auf die C10-Mischungsverhältnisse nicht so stark wie bei

Simulationen mit einer konstante NO X-Quelle (s . Abb . 5.7 und 5 .8) .

Die Untersuchung dieser drei potentiellen NOX Quellen ergibt, daß nur der Einfluß von

kosmischen Strahlen als realistische Möglichkeit in Frage kommt, um die gemessenen

niedrigen C10-Mischungsverhältnisse durch Modellsimulationen zu erklären .

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