elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Quantifying the effect of mixing on the mean age of air in CCMVal-2 and CCMI-1 models

Dietmüller, Simone und Eichinger, Roland und Garny, Hella und Birner, Thomas und Boenisch, Harald und Pitari, Giovanni und Mancini, Eva und Visioni, Daniele und Stenke, Andrea und Revell, Laura und Rozanov, Eugene und Plummer, David A. und Scinocca, John und Jöckel, Patrick und Oman, Luke und Deushi, Makoto und Kiyotaka, Shibata und Kinnison, Douglas E. und Garcia, Rolando R. und Morgenstern, Olaf und Zeng, Guang und Stone, Kane Adam und Schofield, Robyn (2018) Quantifying the effect of mixing on the mean age of air in CCMVal-2 and CCMI-1 models. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 18 (9), Seiten 6699-6720. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-18-6699-2018. ISSN 1680-7316.

[img] PDF
3MB

Offizielle URL: https://www.atmos-chem-phys.net/18/6699/2018/

Kurzfassung

he stratospheric age of air (AoA) is a useful measure of the overall capabilities of a general circulation model (GCM) to simulate stratospheric transport. Previous studies have reported a large spread in the simulation of AoA by GCMs and coupled chemistry–climate models (CCMs). Compared to observational estimates, simulated AoA is mostly too low. Here we attempt to untangle the processes that lead to the AoA differences between the models and between models and observations. AoA is influenced by both mean transport by the residual circulation and two-way mixing; we quantify the effects of these processes using data from the CCM inter-comparison projects CCMVal-2 (Chemistry–Climate Model Validation Activity 2) and CCMI-1 (Chemistry–Climate Model Initiative, phase 1). Transport along the residual circulation is measured by the residual circulation transit time (RCTT). We interpret the difference between AoA and RCTT as additional aging by mixing. Aging by mixing thus includes mixing on both the resolved and subgrid scale. We find that the spread in AoA between the models is primarily caused by differences in the effects of mixing and only to some extent by differences in residual circulation strength. These effects are quantified by the mixing efficiency, a measure of the relative increase in AoA by mixing. The mixing efficiency varies strongly between the models from 0.24 to 1.02. We show that the mixing efficiency is not only controlled by horizontal mixing, but by vertical mixing and vertical diffusion as well. Possible causes for the differences in the models' mixing efficiencies are discussed. Differences in subgrid-scale mixing (including differences in advection schemes and model resolutions) likely contribute to the differences in mixing efficiency. However, differences in the relative contribution of resolved versus parameterized wave forcing do not appear to be related to differences in mixing efficiency or AoA.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119969/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Quantifying the effect of mixing on the mean age of air in CCMVal-2 and CCMI-1 models
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dietmüller, SimoneDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichinger, RolandDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garny, HellaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Birner, ThomasLMU MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boenisch, HaraldKarlsruhe Institutee of Technology (KIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitari, GiovanniUniv. l'Aquila, INICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mancini, EvaUniv. L'Aquila, INICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Visioni, DanieleUniv. L'Aquila, INICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stenke, AndreaETH Zürich, CHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Revell, LauraBodeker Science, New ZealandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rozanov, EugenePhysikalisch-Meteorol. Observatorium Davos, CHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plummer, David A.Environment and Climate Change Canada, Climate resarch DivisionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scinocca, JohnEnvironment and Climate Change Canada, Climate resarch DivisionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8964-1394NICHT SPEZIFIZIERT
Oman, LukeNASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deushi, MakotoMeteorological Research Inst., Tsukuba, JNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kiyotaka, ShibataSchool of Environmeantal Science and Enineering, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kinnison, Douglas E.NCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia, Rolando R.NCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morgenstern, OlafNational Inst. of Water and Atmos. Research, Lauder, NZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zeng, GuangNational Institute of Water and Atmospheric Research, Lauder, New ZealandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stone, Kane AdamSchool of Earth science, University of MelbourneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schofield, RobynARC Centre of Excellence for Climate System Science, SydneyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Mai 2018
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics (ACP)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:18
DOI:10.5194/acp-18-6699-2018
Seitenbereich:Seiten 6699-6720
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Gettelman, AndrewNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:stratospheric transport, age of air, model inter-comparison
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Dietmüller, Simone
Hinterlegt am:22 Mai 2018 09:33
Letzte Änderung:02 Nov 2023 10:23

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.