|
Clear-sky ultraviolet radiation modelling using output from the Chemistry Climate Model Initiative
Lamy, K. und Portafaix, T. und Josse, B. und Brogniez, C. und Godin-Beekmann, S. und Bencherif, H. und Revell, L. und Akiyoshi, H. und Bekki, S. und Hegglin, M. I. und Jöckel, Patrick und Kirner, O. und Liley, B. und Marecal, V. und Morgenstern, O. und Stenke, A. und Zeng, G. und Abraham, N. L. und Archibald, A. T. und Butchart, N. und Chipperfield, M. P. und Di Genova, G. und Deushi, M. und Dhomse, S. S. und Hu, R.-M. und Kinnison, D. und Kotkamp, M. und McKenzie, R. und Michou, M. und O'Connor, F. M. und Oman, L. D. und Pitari, G. und Plummer, D. A. und Pyle, J. A. und Rozanov, E. und Saint-Martin, D. und Sudo, K. und Tanaka, T. Y. und Visioni, D. und Yoshida, K.
(2019)
Clear-sky ultraviolet radiation modelling using output from the Chemistry Climate Model Initiative.
Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 19 (15), Seiten 10087-10110.
Copernicus Publications.
doi: 10.5194/acp-19-10087-2019.
ISSN 1680-7316.
|
PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB |
Offizielle URL: https://www.atmos-chem-phys.net/19/10087/2019/ KurzfassungWe have derived values of the ultraviolet index (UVI) at solar noon using the Tropospheric Ultraviolet Model (TUV) driven by ozone, temperature and aerosol fields from climate simulations of the first phase of the Chemistry-Climate Model Initiative (CCMI-1). Since clouds remain one of the largest uncertainties in climate projections, we simulated only the clear-sky UVI. We compared the modelled UVI climatologies against present-day climatological values of UVI derived from both satellite data (the OMI-Aura OMUVBd product) and ground-based measurements (from the NDACC network). Depending on the region, relative differences between the UVI obtained from CCMI/TUV calculations and the ground-based measurements ranged between −5.9 % and 10.6 %.
We then calculated the UVI evolution throughout the 21st century for the four Representative Concentration Pathways (RCPs 2.6, 4.5, 6.0 and 8.5). Compared to 1960s values, we found an average increase in the UVI in 2100 (of 2 %–4 %) in the tropical belt (30∘ N–30∘ S). For the mid-latitudes, we observed a 1.8 % to 3.4 % increase in the Southern Hemisphere for RCPs 2.6, 4.5 and 6.0 and found a 2.3 % decrease in RCP 8.5. Higher increases in UVI are projected in the Northern Hemisphere except for RCP 8.5. At high latitudes, ozone recovery is well identified and induces a complete return of mean UVI levels to 1960 values for RCP 8.5 in the Southern Hemisphere. In the Northern Hemisphere, UVI levels in 2100 are higher by 0.5 % to 5.5 % for RCPs 2.6, 4.5 and 6.0 and they are lower by 7.9 % for RCP 8.5.
We analysed the impacts of greenhouse gases (GHGs) and ozone-depleting substances (ODSs) on UVI from 1960 by comparing CCMI sensitivity simulations (1960–2100) with fixed GHGs or ODSs at their respective 1960 levels. As expected with ODS fixed at their 1960 levels, there is no large decrease in ozone levels and consequently no sudden increase in UVI levels. With fixed GHG, we observed a delayed return of ozone to 1960 values, with a corresponding pattern of change observed on UVI, and looking at the UVI difference between 2090s values and 1960s values, we found an 8 % increase in the tropical belt during the summer of each hemisphere.
Finally we show that, while in the Southern Hemisphere the UVI is mainly driven by total ozone column, in the Northern Hemisphere both total ozone column and aerosol optical depth drive UVI levels, with aerosol optical depth having twice as much influence on the UVI as total ozone column does. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/128762/ |
---|
Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
---|
Titel: | Clear-sky ultraviolet radiation modelling using output from the Chemistry Climate Model Initiative |
---|
Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
---|
Lamy, K. | LACy, Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones (UMR 8105 CNRS, Université de La Réunion, Météo-France), Saint-Denis de La Réunion, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Portafaix, T. | LACy, Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones (UMR 8105 CNRS, Université de La Réunion, Météo-France), Saint-Denis de La Réunion, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Josse, B. | Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) UMR 3589, Météo-France/CNRS, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Brogniez, C. | Laboratoire d'Optique Atmosphérique (LOA), Université de Lille, Faculté des Sciences et Technologies, Villeneuve d'Ascq, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Godin-Beekmann, S. | Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, Service d'Aéronomie (LATMOS), CNRS, Institut Pierre Simon Laplace, Pierre et Marie Curie University, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bencherif, H. | School of Chemistry and Physics, University of KwaZulu Natal, Durban, South Africa | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Revell, L. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-8974-7703 | NICHT SPEZIFIZIERT | Akiyoshi, H. | National Institute of Environmental Studies (NIES), Tsukuba, Japan | https://orcid.org/0000-0001-6463-9004 | NICHT SPEZIFIZIERT | Bekki, S. | Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, Service d'Aéronomie (LATMOS), CNRS, Institut Pierre Simon Laplace, Pierre et Marie Curie University, Paris, France | https://orcid.org/0000-0002-5538-0800 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hegglin, M. I. | Department of Meteorology, University of Reading, Reading, UK | https://orcid.org/0000-0003-2820-9044 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jöckel, Patrick | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0002-8964-1394 | NICHT SPEZIFIZIERT | Kirner, O. | Steinbuch Centre for Computing, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany | https://orcid.org/0000-0001-5668-6177 | NICHT SPEZIFIZIERT | Liley, B. | National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand | https://orcid.org/0000-0002-8844-7928 | NICHT SPEZIFIZIERT | Marecal, V. | Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) UMR 3589, Météo-France/CNRS, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Morgenstern, O. | National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand | https://orcid.org/0000-0002-9967-9740 | NICHT SPEZIFIZIERT | Stenke, A. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-5916-4013 | NICHT SPEZIFIZIERT | Zeng, G. | National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand | https://orcid.org/0000-0002-9356-5021 | NICHT SPEZIFIZIERT | Abraham, N. L. | Department of Chemistry, University of Cambridge, Cambridge, UK | https://orcid.org/0000-0003-3750-3544 | NICHT SPEZIFIZIERT | Archibald, A. T. | Department of Chemistry, University of Cambridge, Cambridge, UK | https://orcid.org/0000-0001-9302-4180 | NICHT SPEZIFIZIERT | Butchart, N. | Met Office Hadley Centre (MOHC), Exeter, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Chipperfield, M. P. | School of Earth and Environment, University of Leeds, Leeds, UK | https://orcid.org/0000-0002-6803-4149 | NICHT SPEZIFIZIERT | Di Genova, G. | Department of Physical and Chemical Sciences, Universitá dell'Aquila, L'Aquila, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Deushi, M. | Meteorological Research Institute (MRI), Tsukuba, Japan | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dhomse, S. S. | School of Earth and Environment, University of Leeds, Leeds, UK | https://orcid.org/0000-0003-3854-5383 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hu, R.-M. | Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, Service d'Aéronomie (LATMOS), CNRS, Institut Pierre Simon Laplace, Pierre et Marie Curie University, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kinnison, D. | National Center for Atmospheric Research (NCAR), Boulder, Colorado, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kotkamp, M. | National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | McKenzie, R. | National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), Wellington, New Zealand | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Michou, M. | Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) UMR 3589, Météo-France/CNRS, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | O'Connor, F. M. | Met Office Hadley Centre (MOHC), Exeter, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Oman, L. D. | National Aeronautics and Space Administration Goddard Space Flight Center (NASA GSFC), Greenbelt, Maryland, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pitari, G. | Department of Physical and Chemical Sciences, Universitá dell'Aquila, L'Aquila, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Plummer, D. A. | Environment and Climate Change Canada, Montréal, Canada | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pyle, J. A. | Department of Chemistry, University of Cambridge, Cambridge, UK | https://orcid.org/0000-0003-3629-9916 | NICHT SPEZIFIZIERT | Rozanov, E. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Saint-Martin, D. | Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) UMR 3589, Météo-France/CNRS, Toulouse, France | https://orcid.org/0000-0002-8478-6914 | NICHT SPEZIFIZIERT | Sudo, K. | Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University, Nagoya, Japan | https://orcid.org/0000-0002-5013-4168 | NICHT SPEZIFIZIERT | Tanaka, T. Y. | Meteorological Research Institute (MRI), Tsukuba, Japan | https://orcid.org/0000-0003-0600-2122 | NICHT SPEZIFIZIERT | Visioni, D. | Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA | https://orcid.org/0000-0002-7342-2189 | NICHT SPEZIFIZIERT | Yoshida, K. | Meteorological Research Institute (MRI), Tsukuba, Japan | https://orcid.org/0000-0002-2422-5584 | NICHT SPEZIFIZIERT |
|
---|
Datum: | 12 August 2019 |
---|
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: | 19 |
---|
DOI: | 10.5194/acp-19-10087-2019 |
---|
Seitenbereich: | Seiten 10087-10110 |
---|
Verlag: | Copernicus Publications |
---|
ISSN: | 1680-7316 |
---|
Status: | veröffentlicht |
---|
Stichwörter: | ultraviolot radiation, clear-sky, CCMI, EMAC, MESSy, ozone,
chemistry-climate modelling |
---|
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: | 13 Aug 2019 08:42 |
---|
Letzte Änderung: | 13 Aug 2019 08:42 |
---|
Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags
|
|