Stratosphärisches Ozon in 3-D-Modellen: Eine einfache Chemie und der Transpolozonenfluss

Es werden zwei einfache und recheneffiziente Modelle zur Simulation von stratosphärischem Ozon in dreidimensionalen globalen Transportmodellen vorgestellt. Das erste, linearisierte Ozon (oder Linoz), ist eine lineare Taylor-Entwicklung der stratosphärischen chemischen Raten, bei der die Ozonneigung um das lokale Ozonmischungsverhältnis, die Temperatur und die Ozon-Dichten in der Luftsäule linearisiert wurde. Das zweite, synthetisches Ozon (oder Synoz), ist ein passiver, ozonähnlicher Tracer, der mit einer Rate in die Stratosphäre freigesetzt wird, die der des Transpolozonenflusses entspricht, den wir auf der Grundlage von Messungen und Tracer-Tracer-Korrelationen auf 475±120 Tg/Jahr berechnet haben. Linoz und Synoz wurden im chemischen Transportmodell (CTM) der UC Irvine mit drei verschiedenen archivierten meteorologischen Feldern evaluiert: dem allgemeinen Zirkulationsmodell (GCM) Version II′ des Goddard Institute for Space Studies (GISS), dem GISS GCM Version II, und zusammengefassten Vorhersagedaten vom europäischen Zentrum für Vorhersagemodelle (EC/Oslo). Linoz produzierte realistische jährliche Transpolozonenflüsse von 421 Tg/Jahr für die GISS II′ Winde und 458 Tg/Jahr für die EC/Oslo Winde; die GISS II Winde erzeugten einen unrealistischen Fluss von 790 Tg/Jahr. Linoz- und Synoz-Profile in der Nähe der Tropopause unter Verwendung der GISS II′ und EC/Oslo Winde stimmten gut mit den Beobachtungen überein. Wir kommen zu dem Schluss, dass entweder Ansatz für ein CTM, das sich auf die Chemie der Troposphäre konzentriert, geeignet sein kann, dass Linoz jedoch auch zur Berechnung von Ozonfeldern interaktiv mit der stratosphärischen Zirkulation in einem GCM verwendet werden kann. Eine zukünftige Version von Linoz wird es ermöglichen, sich entwickelnde Hintergrundkonzentrationen von wichtigen Quellgasen wie CH4 und N2O zu berücksichtigen und ist somit für langfristige Klimasimulationen anwendbar.