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Future changes in the stratosphere-to-troposphere ozone mass flux and the contribution from climate change and ozone recovery

Meul, Stefanie und Langematz, Ulrike und Kröger, Philipp und Oberländer-Hayn, Sophie und Jöckel, Patrick (2018) Future changes in the stratosphere-to-troposphere ozone mass flux and the contribution from climate change and ozone recovery. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 18 (10), Seiten 7721-7738. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-18-7721-2018. ISSN 1680-7316.

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Offizielle URL: https://www.atmos-chem-phys.net/18/7721/2018/

Kurzfassung

Using a state-of-the-art chemistry–climate model we investigate the future change in stratosphere–troposphere exchange (STE) of ozone, the drivers of this change, as well as the future distribution of stratospheric ozone in the troposphere. Supplementary to previous work, our focus is on changes on the monthly scale. The global mean annual influx of stratospheric ozone into the troposphere is projected to increase by 53 % between the years 2000 and 2100 under the RCP8.5 greenhouse gas scenario. The change in ozone mass flux (OMF) into the troposphere is positive throughout the year with maximal increase in the summer months of the respective hemispheres. In the Northern Hemisphere (NH) this summer maximum STE increase is a result of increasing greenhouse gas (GHG) concentrations, whilst in the Southern Hemisphere(SH) it is due to equal contributions from decreasing levels of ozone depleting substances (ODS) and increasing GHG concentrations. In the SH the GHG effect is dominating in the winter months. A large ODS-related ozone increase in the SH stratosphere leads to a change in the seasonal breathing term which results in a future decrease of the OMF into the troposphere in the SH in September and October. The resulting distributions of stratospheric ozone in the troposphere differ for the GHG and ODS changes due to the following: (a) ozone input occurs at different regions for GHG- (midlatitudes) and ODS-changes (high latitudes); and (b) stratospheric ozone is more efficiently mixed towards lower tropospheric levels in the case of ODS changes, whereas tropospheric ozone loss rates grow when GHG concentrations rise. The comparison between the moderate RCP6.0 and the extreme RCP8.5 emission scenarios reveals that the annual global OMF trend is smaller in the moderate scenario, but the resulting change in the contribution of ozone with stratospheric origin (O3s) to ozone in the troposphere is of comparable magnitude in both scenarios. This is due to the larger tropospheric ozone precursor emissions and hence ozone production in the RCP8.5 scenario.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120238/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Future changes in the stratosphere-to-troposphere ozone mass flux and the contribution from climate change and ozone recovery
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meul, StefanieInst. für Meteorologie, Freie Univ. BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Langematz, UlrikeInst. für Meteorologie, Freie Univ. BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kröger, PhilippInst. für Meteorologie, Freie Univ. BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oberländer-Hayn, SophieInst. für Meteorologie, Freie Univ. BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8964-1394NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juni 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-18-7721-2018
Seitenbereich:Seiten 7721-7738
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MESSy, EMAC, stratosphere-to-troposphere exchange, ozone, climate change, ESCiMo, CCMI
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, R - Projekt Klimarelevanz von atmosphärischen Spurengasen, Aerosolen und Wolken
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Jöckel, Dr. Patrick
Hinterlegt am:08 Jun 2018 14:11
Letzte Änderung:02 Mai 2019 13:59

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