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Stratospheric dryness: model simulations and satellite observations

Lelieveld, J. und Brühl, C. und Jöckel, Patrick und Steil, B. und Crutzen, P.J. und Fischer, H. und Giorgetta, M.A. und Hoor, P. und Lawrence, M.G. und Sausen, Robert und Tost, R. (2007) Stratospheric dryness: model simulations and satellite observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 7, Seiten 1313-1332. ISSN 1680-7316.

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Offizielle URL: http://direct.sref.org/1680-7324/acp/2007-7-1313

Kurzfassung

The mechanisms responsible for the extreme dryness of the stratosphere have been debated for decades. A key difficulty has been the lack of comprehensive models which are able to reproduce the observations. Here we examine results from the coupled lower-middle atmosphere chemistry general circulation model ECHAM5/MESSy1 together with satellite observations. Our model results match observed temperatures in the tropical lower stratosphere and realistically represent the seasonal and inter-annual variability of water vapor. The model reproduces the very low water vapor mixing ratios (below 2 ppmv) periodically observed at the tropical tropopause near 100 hPa, as well as the characteristic tape recorder signal up to about 10 hPa, providing evidence that the dehydration mechanism is well-captured. Our results confirm that the entry of tropospheric air into the tropical stratosphere is forced by large-scale wave dynamics, whereas radiative cooling regionally decelerates upwelling and can even cause downwelling. Thin cirrus forms in the cold air above cumulonimbus clouds, and the associated sedimentation of ice particles between 100 and 200 hPa reduces water mass fluxes by nearly two orders of magnitude compared to air mass fluxes. Transport into the stratosphere is supported by regional net radiative heating, to a large extent in the outer tropics. During summer very deep monsoon convection over Southeast Asia, centered over Tibet, moistens the stratosphere.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Stratospheric dryness: model simulations and satellite observations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID
Lelieveld, J.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Brühl, C.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickMPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Steil, B.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Crutzen, P.J.SCRIPPS Institution of Oceanography, La Jolla, CA, USANICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, H.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Giorgetta, M.A.MPI für Meteorologie, HamburgNICHT SPEZIFIZIERT
Hoor, P.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Lawrence, M.G.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Sausen, RobertDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERT
Tost, R.MPI für Chemie, MainzNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2007
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
Seitenbereich:Seiten 1313-1332
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CTM, ECHAM5, stratosphere, satellite, MESSy1, ATTICA, Lagragian transport
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HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben Atmosphären- und Klimaforschung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Dynamik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Sausen, Prof.Dr. Robert
Hinterlegt am:11 Sep 2007
Letzte Änderung:15 Apr 2016 09:18

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