Das Projekt "Mischungsprozesse in der Stratosphäre von kleinen zu globalen Skalen mit einem schnellen hochpräzisen QCL Spektrometer für N2O und CO auf HALO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Im Rahmen dieses Antrags werden neuartige hochaufgelöste Spurengasmessungen genutzt, um Mischungsprozesse auf verschiedenen Skalen zu untersuchen um:1)den Effekt der Tropopauseninversionsschicht auf Mischung und Austausch zu untersuchen 2) um den Zerfall von Filamenten zu untersuchen, die aus dem Monsumsystem stammen 3) um den Anteil von Luftmassen aus verschiedenen Quellregion zu quantifizieren, die die extratropische obere Troposphäre/ untere Stratosphäre (ExUTLS) beeinflussen. Zu diesem Zweck schlagen wir vor, der HALO Nutzlast ein neues Messinstrument hinzuzufügen. Dabei handelt es sich um ein Quantenkaskadenlaserabsorptionsspektrometer, das in der Lage ist, simultan CO und N2O mit einer Genauigkeit von 0.1 ppbv/Hz zu messen bei einer Messfrequenz von 3 Hz. Die hohe Präzision der Messungen erlaubt es, Mischungsprozesse mit beispielloser Genauigkeit zu vermessen und Mischung zwischen Luftmassen innerhalb der Stratosphäre zu identifizieren. Damit sollen die Mischungsprozesse, die beim Zerfall von monsunbeeinflussten Filamenten zu einem Spurenstoffaustauch innerhalb der Stratosphäre führen, untersucht werden. Neben den kleinskaligen Prozessen werden auch die großräumigen Verteilungen der Spurenstoffe untersucht. Hierzu sollen CLaMS Trajektorien und ein CO-basierter Budgetansatz kombiniert werden, um Luftmassenanteile aus verschiedenen Ursprungsregionen, die die Zusammensetzung der ExUTLS zur Monsunzeit bestimmen, zu quantifizieren. Dieser Ansatz soll auf die HALO Messungen bei POLSTRCC angewendet werden, um ein komplementäres Bild zur Winterjahreszeit zu erhalten und die Daten in einen jahreszeitlichen Kontext zu setzen.
Das Projekt "Humanized River Systems - Der Einfluss von Landnutzungsänderungen und Industrialisierung auf die Morphodynamik kleiner Fließgewässer im Übergang vom Mittelgebirge zum Tiefland: Beispiele aus dem Rureinzugsgebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie, Geographisches Institut, Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie durchgeführt. Es werden im Rahmen des Projektes anthropogen induzierte Folgen von Landnutzungsänderungen und der Industrialisierung auf die Morphodynamik von Fließgewässern anhand von Beispielen aus dem Rureinzugsgebiet untersucht. Die Rur ist ein 165 km langer Fluss mit einer Einzugsgebietsgröße von 2340 km2 in Nordrhein-Westfalen und verbindet ein heute überwiegend bewaldetes Mittelgebirge mit einer Quellregion in einer Höhe von 660 m mit einem agrarisch geprägten Tiefland zwischen 200 und 30 m NHN. Wie in vielen anderen Flusssystemen Mitteleuropas sorgten anthropogene Eingriffe für erhebliche Veränderungen der Naturräume und der fluvialen Systeme. Im Einzugsgebiet der Rur wurden die Rur selbst, aber auch ihre Zuflüsse erheblich durch Siedlungsausdehnung, Mühlenbau, Rodungen, Bergbau, Industrieeinleitungen, Talsperrenbau, Wiederaufforstungen, Flurbereinigungen und Naturschutzmaßnahmen (u.a. Nationalpark Eifel) geprägt. Ziel des Projektes ist es, die unterschiedlichen Einflüsse und deren jeweiligen Folgen für die fluvialen Systeme in verschiedenen Zeitabschnitten (u.a. Mittelalter, Neuzeit, heute und Zukunft) mittels geowissenschaftlicher und ingenieurwissenschaftlicher Methoden zu untersuchen. Dies beinhaltet u.a. Kartierungen, Beprobungen fluviale Sedimente, sedimentologische und geochemische Analysen, 14C und 137Cs Datierungen sowie numerische Modellierungen von Fließgewässern und deren Auen einschließlich der Talsperren. Ein besonderer Fokus liegt neben den unterschiedlichen anthropogenen Eingriffen auf den natürlichen Einflüssen und dem Vergleich der fluvialen Dynamik im Mittelgebirge und im Tiefland. Dieser interdisziplinäre Ansatz soll ein möglichst umfassendes Bild des anthropogenen sowie natürlichen Einflusses und seinen Folgen auf das Einzugsgebiet der Rur in der Vergangenheit, Gegenwart und in der Zukunft vermitteln.
Das Projekt "Untersuchungen zum Einfluss von geomagnetischer Aktivität auf Zusammensetzung und Zirkulation der Thermosphäre und deren Kopplung in die mittlere und obere Atmosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurenstoffe und Fernerkundung durchgeführt. Neuere Forschungsergebnisse legen nahe, dass Ozon in der mittleren Atmosphäre (10 bis 90 km) von der oberen Atmosphäre beeinflusst werden kann, durch Absinken von NOx (N, NO, NO2) aus Quellregionen in der unteren Thermosphäre (90 bis 120 km) im polaren Winter. Da Ozon eine der wesentlichen strahlungsaktiven Substanzen in der mittleren Atmosphäre ist, können Änderungen im Ozonbudget Temperaturen und Zirkulation der Atmosphäre bis zum Erdboden herunter beeinflussen. Da die Stärke dieser thermosphärischen Einträge mit der geomagnetischen Aktivität variiert, stellen diese winterlichen NOx-Zunahmen einen möglichen Mechanismus der Sonne-Klimakopplung dar. Derzeit sind gängige Chemie-Klimamodelle aber nicht in der Lage, die Quellregion des NOx in der unteren Thermosphäre und den Transport in die mittlere Atmosphäre im polaren Winter realistisch zu simulieren. Um diese Kopplung von der oberen Atmosphäre in die mittlere und untere Atmosphäre in den Modellen realistisch darzustellen, ist eine gute Darstellung der primären Prozesse notwendig: Änderungen der chemischen Zusammensetzung durch präzipitierende Elektronen aus der Aurora, Joule-Heizen, und das daraus folgende Kühlen im infraroten Spektralbereich sowie die Anregung von Schwerewellen. Da in der unteren Thermosphäre angeregte Schwerewellen sich nach oben ausbreiten, kann der letztgenannte Prozess auch einen Einfluss auf die Umgebung von Satelliten in niedrigen Orbits haben. In dem hier vorgeschlagenen Projekt werden wir das gekoppelte Chemie-Klimamodell xEMAC verwenden, welches in seiner derzeitigen Konfiguration bis in die untere Thermosphäre (170 km) reicht, um den Einfluss der verschiedenen mit geomagnetischer Aktivität verbundenen Prozesse auf den Zustand der unteren Thermosphäre, und deren Darstellung in Chemie-Klimamodellen, zu untersuchen. Dazu wollen wir in Zusammenarbeit mit unserem Kooperationspartner an der Jacobs-Universität Bremen die zeitliche und räumliche Variation von Joule-Heizen und Teilchenniederschlag im Modell durch Beobachtungen des Swarm-Instrumentes vorgeben. Sowohl geomagnetisch ruhige als auch sehr aktive Zeiten sollen untersucht werden. Das Modell wird im Rahmen dieses Projektes weiter nach oben erweitert werden, um voraussichtlich in der zweiten Phase des SPPs auch den Einfluss auf die Umgebung von Satelliten zu untersuchen. Der modellierte Einfluss von geomagnetischer Aktivität soll durch adäquate Beobachtungen validiert werden, und Modellergebnisse werden analysiert, um den Einfluss von Joule-Heizen und Teilchenniederschlag auf die chemische Zusammensetzung, Temperatur, und Zirkulation der unteren Thermosphäre sowie deren Kopplung einerseits in die untere und mittlere Atmosphäre, andererseits in die obere Atmosphäre, zu untersuchen. Ziel dieses Projektes ist es, das Verständnis von Sonne-Klimakopplung und die Darstellung der beteiligten Prozesse in Chemie-Klimamodellen zu verbessern, sowie geomagnetische Einflüsse auf die Umgebung von Satelliten zu untersuchen.
Das Projekt "WISE: Wellengetriebener isentroper Austausch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Änderungen der Verteilung von Spurenstoffen wie Wasserdampf und Ozon, sowie die Verteilung von Zirruspartikeln in der unteren Stratosphäre/oberen Troposphäre (UTLS) haben einen großen Einfluss auf den Strahlungsantrieb. Unsicherheiten in der Beschreibung von Mischungsprozessen führen zu großen Unsicherheiten der Abschätzung des Strahlungsantriebs und sind deshalb von großer Bedeutung für die Quantifizierung des Klimawandels. Deshalb ist es wichtig, physikalische und chemische Prozesse (z.B. Austauschprozesse von Luftmassen, Zirrusbildung) zu quantifizieren, die die Zusammensetzung der UTLS bestimmen. Die sogenannte 'overworld' oberhalb von Theta=380K beeinflusst unmittelbar die Zusammensetzung der extratropischen Stratosphäre im Sommer durch Luftmassen, die aus der Region der asiatischen Monsunzirkulation stammen. Brechende planetare Wellen transportieren Monsun beeinflusste Luft in höhere Breiten, wo sie zum dortigen Wasserdampf- und Spurenstoffbudget beitragen. Die untere Grenze der UTLS, die extratropische Tropopausenschicht (ExTL), wird durch schnellen und effizienten bidirektionalen (quasi-isentropen) Austausch mit der Troposphäre gekennzeichnet. Die obere Grenze der der ExTL korrespondiert mit der Lage der Tropopauseninversionsschicht (TIL), die eine Region erhöhter statischer Stabilität oberhalb der Tropopause darstellt. Der Einfluss infrarotaktiver Tracer wie Wasserdampf oder Ozon auf die Temperaturstruktur macht die TIL zu einem sensitiven Indikator für Änderungen des Wasserdampf- oder Ozongehaltes oder auch Änderungen der Tropopausen Temperatur. Diese wirkt auf den Wasserdampfgehalt, der wiederum die statische Stabilität beeinflusst. WISE untersucht den Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und der dynamischen Struktur der UTLS innerhalb der folgenden vier Hauptthemen:- Zusammenhang zwischen TIL und Spurengasverteilung in der unteren Stratosphäre- Wellenbrechung von planetaren Wellen und Wasserdampftransport in die extratropische untere Stratosphäre - Halogenierte Substanzen und deren Effekt auf Ozon in der UTLS- Nichtsichtbare Zirruspartikel und deren Effekt auf die UTLSBei WISE werden diese Themen mit einer neuartigen Nutzlast untersucht, die 2D- und 3D-Messungen von Spurenstoffen und Temperatur, Dropsondendaten und hochaufgelöste in-situ Spurengasmessungen vereint. Eine einzigartige Kombination von Limb- und Nadirmessngen wird verwendet, um die Eigenschaften optisch dünner Zirren in der UTLS Region zu untersuchen. Hochpräzise in-situ Daten erlauben detaillierte Untersuchungen zu Mischungsprozessen mit hoher Auflösung, sowie Zeitskalen und Altersbestimmung der Luft. WISE wird im September / Oktober stattfinden, und daher unmittelbar den Einfluss des sich auflösenden Monsuns auf die extratropische UTLS vermessen. Durch die Kombination mit Lagrange'schen und prozessorientierten Modellen wird der relative Beitrag verschiedener Quellregionen als auch Transportzeitskalen und Prozesse quantifiziert.
Das Projekt "Teilprojekt 3: ICON-Vorwärtsmodellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurenstoffe und Fernerkundung durchgeführt. Das nichthydrostatische Modellsystem ICON (ICOsahedral Nonhydrostatic) des DWD ist ein online-gekoppeltes global- bis regionalskaliges Modellierungssystem. Das enthaltene Modul ICON-ART (Aerosol und reaktive Spurengase) ist für die Simulation der räumlich-zeitlichen Entwicklung von Aerosolen und Spurengasen konzipiert. ICON-ART-LAM ist die begrenzte Gebietsmodus-Implementierung, z.B. für Europa oder Deutschland, die durch externe, z.B. CAMS-Konzentrationsfelder für Spurengase an der Grenze gesteuert werden kann. Obwohl Treibhausgase eine lange Lebensdauer haben, muss für Langzeitüberwachungszwecke der chemische Abbau berücksichtigt werden. Hierfür wird über ART ein höhen- und raumabhängiger, lebensdauerbasierter Ansatz verwendet, der rechnerisch günstig ist. Darüber hinaus können durch die Markierung der Spurenstoffe nach Quellentyp (anthropogen, biogen) und Quellregion die Beiträge einzelner Quellgruppen und Regionen unterschieden und quantifiziert werden. Eine umfangreiche Markierung ermöglicht sowohl eine sektorale Disaggregation als auch eine regionale Aufteilung der Emissionen. Treibhausgase, passive Tracer und Experimente mit Randbedingungen aus Copernicus, die das Gitter und das simulierte Modellgebiet variieren und sich an den operationellen NWP-Gittern ICON-EU bzw. ICON-D2 orientieren, erlauben es, den optimalen Modellaufbau zu identifizieren. Eine Leistungsoptimierung des Modellsystems im Hinblick auf die Maximierung der Tagging-Fähigkeiten sowie die Festlegung der Anzahl der erschwinglichen Tags, der Gitterauflösung und der Modellfläche ist im Hinblick auf eine sinnvolle Rechenleistungsallokation und Wertschöpfung erforderlich. Die Experimente werden sowohl mit der ICON-Meteorologie als auch mit der CAMS-Meteorologie als Randbedingungen durchgeführt. Die Experimente werden mit steigender Qualität der Modul Q&S a-priori Felder wiederholt. Die Qualität kann durch den Vergleich der vorhergesagten Konzentrationen mit ICOS-Beobachtungen abgerufen werden.
Das Projekt "Messung des spektralen Extinktionskoeffizienten atmosphärischer Aerosole bei Umgebungsbedingungen und Charakterisierung der hygroskopischen Eigenschaften in Quellregionen (beeinflusst durch: MARINE - DUST - SMOKE) mit Hilfe von SÆMS, LIDAR und in-situ Methoden." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Im Rahmen des Projektes soll der spektrale Extinktionskoeffizient des unbeeinflussten atmosphärischen Aerosols bei 3 Wellenlängen (405, 532, 850 nm) mit einem neu entwickelten portablen SAEMS (Spectral Aerosol Extinction Monitoring System) in Kombination mit einem Ramanlidar untersucht werden. Dieses Fernmessverfahren soll weltweit in ausgewählten Quellregionen mit charakteristischen, unterschiedlichen Aerosoltypen (marines Aerosol, Mineralstaubaerosol, Biomasseverbrennungsaerosol) und natürlichen Aerosolmischungen eingesetzt werden. Das Messsystem wird mit Feuchte- und Temperatursensoren ausgestattet sein damit speziell auch die Änderung der optischen Eigenschaften der atmosphärischen Partikel bei realistischen Umgebungsfeuchtebedingungen erfasst wird. Die Wegstreckenauswahl dieses Aufbaus wird für die jeweiligen Aerosolbedingungen optimiert (horizontale Messstreckenlänge 1-3 km, 10-20 m über dem Boden). Die hygroskopischen Eigenschaften des Aerosols im Umgebungsfeuchtebereich sollen spezifisch für den jeweiligen Einsatzort bestimmt werden und eine aerosoltypabhängige Parametrisierung erarbeitet werden. Ziel ist langfristig die Charakterisierung der Aerosolsäule durch Kombination von bodengebundenen in-situ Methoden und Fernmessverfahren und sowie eine systematische Untersuchung des Feuchteeinflusses auf die aerosoloptischen Eigenschaften. Dazu soll die automatisierte Ermittlung des Extinktionskoeffizienten im bodennahen Bereich in den kontinuierlichen Messbetrieb der mobilen Landstation LACROS (Leipzig Aerosol and Cloud Remote Observations System) des TROPOS integriert werden. Derartige Untersuchungen sind von großer Wichtigkeit für die Klimamodellierung (Parametrisierung der Strahlungswechselwirkung von Aerosolen) sowie der Synthese der aktiven Fernerkundung (Bestimmung der optischen Eigenschaften der Aerosolsäule) und der mikrophysikalischen Eigenschaften durch in-situ Bodenmessungen.
Das Projekt "MAMAP - CoMet Projektantrag zum Beitrag der Universität Bremen zur HALO Mission CoMet im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms Atmosphären- und Erdsystemforschung mit dem Forschungsflugzeug HALO (SPP 1294)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Hauptziel des Vorhabens der Universität Bremen ist es, im Rahmen der HALO COMET Mission Antworten auf die Frage zu geben, inwieweit sich starke lokale Quellen der Treibhausgase CO2 und CH4 bzgl. ihrer Emissionen mit Hilfe von Flugzeug-gestützten Fernerkundungsmethoden (aktiv und passive) quantifizieren lassen. Um dies zu erreichen, werden aktive (Lidar) und passive (Spektrometer) Fernerkundungsmethoden mit einander kombiniert. Dabei wird mit dem Sensor MAMAP die Region um die Quelle kleinskalig erfasst, während HALO-COMET den großräumigeren Kontext der atmosphärischen CO2 bzw. CH4 Verteilung in der Atmosphäre erfasst. Der Fokus des Beitrages der Universität Bremen liegt dabei in der kleinskaligen Befliegung der Quellregionen. Aussichtsreiche Quellregionen sind für CO2 die Stadt Berlin und den naheliegenden Kohlkraftwerken im Südosten. Für CH4 eignet sich die Region Oberschlesien in Polen mit ihren aktiven Kohlerevieren und den damit verbundenen starken Methanemissionen besonders. Die Daten der Messkampagne im Frühjahr 2017 werden ausgewertet und analysiert, um daraus mit unterschiedlichen Methoden die CO2-bzw. CH4 Emissionen in der Quellregion zu bestimmen. Dabei werden die Daten von MAMAP und HALO COMET auch synergistisch verwendet, wobei insbesondere den in-situ Messungen zur Verifizierung der Fernerkundungsdaten eine wichtige Rolle zukommt (vgl. auch HALO COMET White Paper). Unterstützt wird die Dateninterpretation zudem durch hochaufgelöste Modellierung in Zusammenarbeit mit dem MPI in Jena.Im Rahmen des Vorhabens wird zudem untersucht, inwieweit die im Rahmen von COMET eingesetzten Fernerkundungssensoren (MAMAP, CHARM-F) zur Validation von Satellitensensoren eignen. Dies erfolgt durch die koordinierte Planung der Messkampagne bzgl. der Satellitenüberflüge von OCO-2 (CO2) und Sentienl-5P (CH4).
Das Projekt "Untersuchungen des Tagesgangs verschiedener Spurengase mit Hilfe der solaren Absorptionsspektroskopie im infraroten Spektralbereich im tropischen Westpazifik (TROPAC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik, Abteilung für Erdfernerkundung (Fernerkundung der Atmosphäre) durchgeführt. Der Ozean im Westpazifik ist mit Temperaturen von ganzjährig 30°C der wärmste Ozean der Welt. Im tropischen Westpazifik ist die Lufttemperatur der Grenzschicht weltweit am höchsten und die Ozonkonzentration am niedrigsten. Aufgrund der allgemeinen Advektion der Luftmassen in der unteren und mittleren Troposphäre aus dem Osten durch die Walker-Zirkulation über den Pazifik befindet sich die Luft über dem tropischen Westpazifik für längere Zeit in einer sauberen, warmen und feuchten Umgebung. Der Abbau von reaktiven Sauerstoff- und Ozonvorläufern wie NOx findet daher länger als anderswo in den Tropen, was zu sehr niedrigen Ozonkonzentrationen führte. Dies erhöht die Lebensdauer von kurzlebigen biogenen und anthropogenen Spurengasen. Darüber hinaus begünstigen hohe Meeresoberflächentemperaturen eine starke Konvektion im tropischen Westpazifik, was zu niedrigen Ozonmischungsverhältnissen in den konvektiven Ausflussgebieten in der oberen Troposphäre führen kann. Der Warmpool im Westpazifik ist auch eine wichtige Quellregion für stratosphärische Luft. Daher fallen die Region, in der die Lebensdauer kurzlebiger Spurengase erhöht ist, und die Quellregion der stratosphärischen Luft zusammen. Somit bestimmt die Zusammensetzung der troposphärischen Atmosphäre in dieser Region in hohem Maße auch die globale stratosphärische Zusammensetzung.Ozon ist aufgrund von Rückkopplungsprozessen zwischen Temperatur, Dynamik und Ozon ein wichtiges Spurengas in der Klimaforschung. Da der Warmpool im Westpazifik die Hauptquellenregion für stratosphärische Luft ist, ist die Kenntnis von Ozon und anderen kurzlebigen Spurengasen auch wichtig, um den Transport von Spurengasen in die Stratosphäre zu verstehen.Ziel unseres Projektes ist die Messung des Tagesgangs von Ozon und anderen Spurengasen mit Hilfe der hochauflösenden solaren Absorptions-FTIR-Spektroskopie. Die Messungen liefern die Gesamtsäulendichten von bis zu 20 Spurengasen. Für einige Spurengase erlaubt die Analyse der Spektrallinienform die Ableitung der Konzentrationsprofile in bis zu etwa vier atmosphärischen Höhenschichten. Ergänzt werden die Beobachtungen durch Ozonballonsondierungen, kontinuierliche Messungen der UV-Strahlung, und Modellrechnungen mit einem Chemie-Transport-Modell. Die Messungen sind für den Zeitraum August bis Oktober 2022 geplant, die Auswertung und Interpretation von November 2022 bis Januar 2023.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Untersuchung des Gesamtgehalts an organischem und anorganischem Brom in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Projekt zielt auf ein besseres Verständnis des halogeninduzierten Abbaus stratosphärischen Ozons, seiner vorhergesagten Erholung im 21. Jahrhundert und ihre Bedeutung für das Klima. So sind die heutigen Klimamodelle bezüglich der Erholung des stratosphärischen Ozons und seiner Bedeutung für das Klima unsicher, da die Vorhersagen der Ozonentwicklung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) äußerst unsicher sind (Bekki et al., 2013). Von besonderer Bedeutung sind hierbei kurzlebige Halogenverbindungen (VSLS) aus natürlichen und anthropogenen Quellen, da sie das klimawirksame Ozon in der UTLS besonders effizient abbauen. Allerdings ist ihre Menge und Zusammensetzung dort unsicher und vermutlich ändern sich beide auch bei einer Klimaänderung (Hossaini et al., 2015). Eine verbesserte Quantifizierung des halogen induzierten Ozonabbaus ist jedoch wichtig, da das UTLS Ozon einen Strahlungsantrieb auf das Klima ausübt, der sich in der Erholungsphase des Ozons auch verändern wird. Im Rahmen des Projektes soll daher folgende Aspekte untersucht werden: -der Beitrag der VSLS, vor allem ihrer organischen Vorläufer und ihrer anorganischen Abbauprodukte zum stratosphärischen Halogengehalt -die Quellregionen der VSLS, sowie ihr Transportweg und Transportzeit bis in die UTLS -der Abbau des UTLS Ozons durch die halogenierte VSLS und ihre Abbauprodukte -die Auswirkungen der durch die VSLS bedingten Ozonänderung und den dadurch bedingten Strahlungsantrieb auf das Klima Diese Ziele werden einerseits mit Hilfe früherer Flugzeugmessungen der VSLS und ihrer Abbauprodukte in der UTLS sowie einer im Rahmen des Vorhabens in der Südhemisphäre durchzuführenden Flugzeugmesskampagne erreicht. Andererseits werden Simulationen mit chemischen Transport- und Klimamodellen durchgeführt um den Einfluss der VSLS und ihrer Abbauprodukte auf das UTLS Ozon und den Strahlungsantrieb besser zu verstehen. Dieses Teilprojekt verbessert die Kenntnis der Mengen an Cl, Br und I in der UTLS.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Untersuchung der halogen-induzierten Ozonchemie in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre und ihrer Auswirkungen auf das Klima'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurenstoffe und Fernerkundung durchgeführt. Das Projekt SCI-HI zielt auf ein besseres Verständnis des halogeninduzierten Abbaus stratosphärischen Ozons, seiner vorhergesagten Erholung im 21. Jahrhundert und ihre Bedeutung für das Klima. So sind die heutigen Klimamodelle bezüglich der Erholung des stratosphärischen Ozons und seiner Bedeutung für das Klima unsicher, da die Vorhersagen der Ozonentwicklung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) äußerst unsicher sind (Bekki et al., 2013). Von besonderer Bedeutung sind hierbei kurzlebige Halogenverbindungen (VSLS) aus natürlichen und anthropogenen Quellen, da sie das klimawirksame Ozon in der UTLS besonders effizient abbauen. Allerdings ist ihre Menge und Zusammensetzung dort unsicher und vermutlich ändern sich beide auch bei einer Klimaänderung (Hossaini et al., 2015). Eine verbesserte Quantifizierung des halogen induzierten Ozonabbaus ist jedoch wichtig, da das UTLS Ozon einen Strahlungsantrieb auf das Klima ausübt, der sich in der Erholungsphase des Ozons auch verändern wird. Im Rahmen des Projektes soll daher folgende Aspekte untersucht werden: -der Beitrag der VSLS, vor allem ihrer organischen Vorläufer und ihrer anorganischen Abbauprodukte zum stratosphärischen Halogengehalt -die Quellregionen der VSLS, sowie ihr Transportweg und Transportzeit bis in die UTLS -der Abbau des UTLS Ozons durch die halogenierte VSLS und ihre Abbauprodukte -die Auswirkungen der durch die VSLS bedingten Ozonänderung und den dadurch bedingten Strahlungsantrieb auf das Klima Diese Ziele werden einerseits mit Hilfe früherer Flugzeugmessungen der VSLS und ihrer Abbauprodukte in der UTLS sowie einer im Rahmen des Vorhabens in der Südhemisphäre durchzuführenden Flugzeugmesskampagne erreicht. Andererseits werden Simulationen mit chemischen Transport- und Klimamodellen durchgeführt um den Einfluss der VSLS und ihrer Abbauprodukte auf das UTLS Ozon und den Strahlungsantrieb besser zu verstehen.
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