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Ein 2D-Zirkulationsmodell mit Transport und Chemie

Ein neues 2D-Zirkulationsmodell mit Transport und Chemie (breiten- und höhenabhängig) wurde entwickelt, um grundlegende globale Wirkungsmechanismen und dynamisch- chemische Wechselwirkungen im Gesamtsystem Atmosphäre (Tropo- Strat- und Mesosphäre) zu erforschen.

Grundlage einer ersten Version des 2D-Modells ist das 3D-GCM ECHAM3 (bis ca. 30 km Höhe), das vom MPI fuer Meteorologie, Hamburg, operationell betrieben wird. Zur Zeit wird die Dynamik und Physik des 2D-Modells erweitert, auf Grundlage der bis ca. 80 km Höhe reichenden Modell-Version MA/ECHAM4. Der Transport von Spurengasen erfolgt ueber ein spektrales Transport-Modul. Angekoppelt wurde ein 2D-Photochemiemodell (fuer den Höhenbereich 0-120 km), das uns freundlicherweise G. Brasseur, NCAR (Boulder) bzw. MPI (Hamburg), zur Verfuegung stellte.

Wesentlicher Bestandteil des 2D-Modells ist eine konsistente Beschreibung der zonal gemittelten Impuls- und Wärmefluesse als Funktion der zonal gemittelten Wind- und Temperaturfelder. In der Troposphäre werden transiente Wellenfluesse ueber einen Mischungskoeffizienten-Ansatz parametrisiert, unter Beachtung der Dynamik barokliner Wellen. In der Stratosphäre werden die Mischungskoeffizienten nach klimatologischen Daten vorgegeben.

Die meridionalen Impuls- und Wärmefluesse werden durch das 2D-Modell realistisch wiedergegeben, ebenso die durch die Wellenfluesse angetriebene meridionale Massenzirkulation, die Tropopause und die meridionale Spurengasverteilung.

Literaturhinweise

Schmitz, G., A. Gabriel and R. Geprägs, 1997: Climate Impact of Aircraft Emissions in the Upper Troposphere. Studies with a 2D-model. in Schumann et al. (Eds.): Pollutants from Air Traffic - Results of Atmospheric Research 1992-1997, DLR-Mitteilung 97-04, DLR, Köln.

Gabriel, A., G. Schmitz and R. Geprägs, 1999: The Tropopause in a 2D Circulation Model. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 56, No. 23, 4059-4068.

Gabriel, A. and G. Schmitz, 1999: Climate Impact of Aircraft Emissions in a 2D Circulation Model. Annales Geophysicae (submitted).

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Dr. Axel Gabriel

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