Kopplung von Transport und Chemie

Die räumliche Verteilung und zeitliche Variabilität strahlungsaktiver Spurenstoffe wie Ozon, Wasserdampf und Kohlendioxid bestimmt die globale Energie- und Strahlungsbilanz. Sie hängt von temperaturabhängigen photochemischen Reaktionen und Transportprozessen ab. Die Untersuchung der vertikalen Kopplung dieser komplexen Wechselwirkungsprozesse ist eine Herausforderung. Die Verbindung zwischen Transport, Strahlung und Chemie der mittleren Atmosphäre werden in diesem Schwerpunkt untersucht.

Methoden

Die Untersuchungen beruhen auf einer Hierarchie von Modellen verschiedener Komplexität: hochauflösende Zirkulationsmodelle (z.B. KMCM), Allgemeine Zirkulationsmodelle mittlerer Auflösung, spezielle Chemie-Transport-Modelle (z.B. MECTM) und lineare Transport-Prozess-Modelle. Zum Vergleich werden international verfügbare Beobachtungen und Assimilationen von Spurengasverteilungen genutzt. Dieses weite Spektrum verschiedener Beobachtungsdaten und Modellversionen ist notwendig, um die komplexe Wechselwirkung zwischen Transport, Strahlung und Chemie zu untersuchen. Es bildet eine solide Grundlage zum Studium langfristiger Änderungen in der mittleren Atmosphäre (siehe auch Dynamik und Veränderung). Weiterhin werden neue Methoden zur mathematisch-numerischen Beschreibung des Spurengastransports und der Chemie der Mesosphäre entwickelt.

Jüngste Veröffentlichungen

  • Belikovich, M. V., M. Y. Kulikov, M. Grygalashvyly, G. R. Sonnemann, T. S. Ermakova, A. A. Nechaev & A. M. Feigin, 2018: Ozone chemical equilibrium in the extended mesopause under the nighttime conditions. Adv. Space Res. 61,  1: 426-432, doi:10.1016/j.asr.2017.10.010.
  • Fiedler, J., G. Baumgarten, U. Berger, A. Gabriel, R. Latteck & F.-J. Lübken, 2015: On the early onset of the NLC season 2013 as observed at ALOMAR. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 127: 73 - 77. doi:10.1016/j.jastp.2014.07.011.
  • Gabriel, A., I. Höschel, D. H. W. Peters, I. Kirchner & H.-F. Graf, 2013: The influence of zonally asymmetric stratospheric ozone on the coupling of the atmospheric layers. Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES): Highlights form a priority program, F.-J. Lübken, Ed., Springer Berlin & New York: 443 - 466.
  • Grygalashvyly, M., 2015: Several notes on the OH* layer. Ann. Geopys. 33, 7: 923-930. doi:10.5194/angeo-33-923-2015.
  • Kulikov, M. Y., M. V. Belikovich, M. Grygalashvyly, G. R. Sonnemann, T. S. Ermakova, A. A. Nechaev & A. M. Feigin, 2017: Daytime ozone loss term in the mesopause region. Ann. Geopys. 35,  3: 677-682, doi:10.5194/angeo-35-677-2017.
  • Wilms, H., M. Rapp & A. Kirsch, 2016: Nucleation of mesospheric cloud particles: Sensitivities and limits. J. Geophys. Res. Space Physics 121, 3: 2621-2644. doi:10.1002/2015ja021764.

Mitarbeiter

  • Axel Gabriel
  • Erich Becker
  • Mikhailo Grygalashvyly
  • Annekatrin Kirsch
  • Dieter H.W. Peters
  • Andrea Schneidereit
  • Christoph Zülicke