Berichte des Forschungszentrums Jülich

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72 KAPITEL 5 . DER ARKTISCHE WINTER 1999/2000

1995 gezeigt, in der ebenfalls in-situ C10-Messungen zur Bestimmung des arktischen

Ozonverlust verwendet wurden . Im Vergleich zum Winter 1994/1995 ist der Ozonverlust

im Frühwinter 1999/2000 recht klein . Der Grund ist das späte Auftreten von PSCs .

Der hier simulierte Ozonverlust stimmt im Frühwinter als auch im Spätwinter mit den

Beobachtungen überein, in Einklang mit anderen Studien [z . B ., Sinnhuber et al., 2000 ;

Rex et al ., 2001] . Da im arktischen Winter 1999/2000 kein signifikanter Ozonverlust

im Frühwinter auftrat, sind die Beobachtungen vom 27 . Januar nicht geeignet, um das

derzeitige Verständnis der Ozonchemie in dieser Zeitperiode zu überprüfen .

Die niedrigen C10-Mischungsverhältnisse « 100 pptv, die in den oberen Höhen

(O ti 550-600 K) im Januar und März gemessenen wurden, sind ebenfalls mit den Modellergebnissen

verglichen worden . Die Beobachtungen in diesen Höhen stimmen sehr

gut mit den C10-Messungen des C10/BrO-Instruments an Bord der HALOZ-Gondel

vom 27 . Januar und vom 1 . und B . März 2000 überein [Vämel et al ., 2001 ; Toohey,

2001] . Hier konnte gezeigt werden, daß eine zusätzliche NOX-Quelle notwendig ist,

um die C10-Messungen zu erklären . Eine mögliche signifikante Quelle von NO sind

galaktische kosmische Strahlen . Auf den nicht zu vernachlässigenden Einfluß von galaktischen

kosmischen Strahlen auf die halogeninduzierte Ozonchemie wurde bereits in

einer Studie von Müller und Crutzen [1993] hingewiesen . Sowohl die Implementierung

einer konstanten NOX-Quelle, 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], als auch die Implementierung einer semi-empirischen Parametrisierung

der Ionenpaarproduktion durch galaktische kosmische Strahlung nach Heaps

[1977] in das CLaMS-Modell, führen zu einer besseren, aber nicht exakten Reproduktion

der beobachteten C10-Mischungsverhältnisse . Die für diese Annahmen zugrunde gelegten

Messungen der Ionisationsraten durch galaktische kosmische Strahlen stammen

aus den sechziger und siebziger Jahren . Aktuelle Beobachtungen für den arktischen

Winter 1999/2000 stehen nicht zur Verfügung .

Neben den galaktischen kosmischen Strahlen zeigen aktuelle Studien, daß Transportprozesse

aus der mittleren Atmosphäre (60 -120 km) eine nicht zu vernachlässigende

Quelle von NO in der Stratosphäre bilden [z . B . Callis und Lambeth, 1998 ;

Callis et al ., 2001] . In der Mesosphäre (ca . 50 -100 km Höhe) und in der unteren Thermosphäre

(ca . 100 - 500 km Höhe) gibt es eine Vielzahl von Prozessen, die zur Bildung

von NO führen . Ursachen dafür sind das Eindringen von energiereichen Elektronen

(EEP = energetie eleetron precipitation) in die mittlere Atmosphäre aus der äußeren

Magnetosphäre und aus auroralen Prozessen, das Vorkommen von Protonen und Elektronen

verursacht durch solare Protonen Events (SPE) und die Bildung von Elektronen

durch Absorption von solarer Röntgenstrahlung oder durch den Energiefluß von solarer

UV und VUV-Strahlung [vgl . z . B . Brasseur und Solomon, 1984] . Der Einfluß dieser

NO X-Quellen durch Transport in die Stratosphäre könnte neben den galaktischen kosmischen

Strahlen ebenfalls eine Ursache für die niedrigen, in den oberen Höhen (O ti

550-600K) im Januar und März gemessenen C10-Mischungsverhältnisse « 100 ppty

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