Berichte des Forschungszentrums Jülich

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5 . 4 . DISKUSSION DER MODELLERGEBNISSE 71

5 .4 Diskussion der Modellergebnisse

In diesen Studien zum arktischen Winter 19992000 wurden in-situ C10-Messungen,

die im arktischen Polarwirbel am 27 . Januar und am 1 . März 2000 gewonnen wurden,

mit Modellsimulationen verglichen . Unter Benutzung der photochemischen Box-

Modell-Version von CLaMS wurden photochemische Studien zur Untersuchung des

tageszeitlichen Verhaltens von C10 und Langzeitstudien zur Untersuchung der C10-

Entwicklung und des Ozonverlusts im Laufe des Winters durchgeführt . In Sensitivitätsstudien

wurden die Abhängigkeit der Chloraktivierung von Denitrifizierung, von

der Oberflächendichte der SSA-Partikel und von der Mikrophysik der PSC-Partikel

untersucht . Die Studien zeigen, daß der Einfluß dieser Größen im allgemeinen recht

gering ist .

Die Modellergebnisse der Langzeitstudien überschätzen das am 27 . Januar gemessene

C10-Tageslichtprofil um ca. 30 %, während die simulierten C10-Mischungsverhältnisse

für den 1 . März gut mit den Beobachtungen übereinstimmen . Mögliche Ursa

chen könnten Unsicherheiten in den Photolyseraten von C1 2 02 sein : Avallone und

Toohey [2001] bestimmten unterschiedliche Photolyseraten von C1202 einerseits aus

atmosphärischen Messungen und andererseits durch Bestimmung aus tabellierten Absorptionswirkungsquerschnitten

von C1 2 0 2 .

Ferner wurden die HCl und NO -Modellergebnisse der Langzeitstudien für den

1 . März mit Satellitenbeobachtungen des HALOE-Instruments, die innerhalb des arktischen

Polarwirbels gewonnen wurden, verglichen . Die beobachteten und simulierten

Mischungsverhältnisse zeigen eine gute Übereinstimmung für NO über alle betrachteten

Höhen und für HCl eine gute Übereinstimmung bis auf die NOX-determinierte

Schicht (II) und die untere Schicht (IV) . Unsicherheiten in den Langzeitstudien ergeben

sich durch die Parameterisierung der Denitrifizierung . Die Simulationen wurden

mit einer charakteristischen Höhe von 250 m (vgl . Kap . 4) durchgeführt, die auf einer

Anpassung an die beobachtete Denitrifizierung für den arktischen Winter 19992000

von Grooß et al . [2001] basiert und durch einen Vergleich von CLaMS-Simulationen

mit NO y-Beobachtungen des amerikanischen Höhenforschungsflugzeugs ER-2 auf einer

Höhe von ca . 20 km in eine Periode vom 10 . Februar bis zum 20 . März 2000 abgeleitet

wurde . Da diese Parameterisierung von der Höhe und vom betrachteten Zeitraum

abhängt, müßte für jede Modelltrajektorie diese Anpassung durchgeführt werden . Da

aber nicht für alle Zeiträume und insbesondere über der ER-2 Flughöhe von 20 km keine

NO y-Messungen zur Verfügung stehen, wurden Simulationen ohne Denitrifizierung

und Simulationen mit 250 m als charakteristische Höhe durchgeführt, um die Variation

zwischen diesen Fällen zu analysieren .

Frühere Studien im arktischen Polarwirbel ermittelten Unstimmigkeiten zwischen

simulierten und aus Beobachtungen abgeleiteten Ozonverlust von einen Faktor zwei für

den Frühwinter [z . B ., Hansen et al ., 1997 ; Becker et al ., 1998 ; Deniel et al., 1998 ; Gou

tail et al., 1999 ; Woyke et al., 1999 ; Kilbane-Dawe et al., 2001] . Dies wurde beispielsweise

in einer Studie von Woyke et al. [1999] zu einem Ballonmeßflug vom 5 . Februar

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