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Weakening of springtime Arctic ozone depletion with climate change

Friedel, M. und Chiodo, G. und Sukhodolov, T. und Keeble, J. und Peter, T. und Seeber, S. und Stenke, A. und Akiyoshi, H. und Rozanov, E. und Plummer, D. und Jöckel, Patrick und Zeng, G. und Morgenstern, O. und Josse, B. (2023) Weakening of springtime Arctic ozone depletion with climate change. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 23 (17), Seiten 10235-10254. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-23-10235-2023. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://acp.copernicus.org/articles/23/10235/2023/

Kurzfassung

In the Arctic stratosphere, the combination of chemical ozone depletion by halogenated ozone-depleting substances (hODSs) and dynamic fluctuations can lead to severe ozone minima. These Arctic ozone minima are of great societal concern due to their health and climate impacts. Owing to the success of the Montreal Protocol, hODSs in the stratosphere are gradually declining, resulting in a recovery of the ozone layer. On the other hand, continued greenhouse gas (GHG) emissions cool the stratosphere, possibly enhancing the formation of polar stratospheric clouds (PSCs) and, thus, enabling more efficient chemical ozone destruction. Other processes, such as the acceleration of the Brewer–Dobson circulation, also affect stratospheric temperatures, further complicating the picture. Therefore, it is currently unclear whether major Arctic ozone minima will still occur at the end of the 21st century despite decreasing hODSs. We have examined this question for different emission pathways using simulations conducted within the Chemistry-Climate Model Initiative (CCMI-1 and CCMI-2022) and found large differences in the models' ability to simulate the magnitude of ozone minima in the present-day climate. Models with a generally too-cold polar stratosphere (cold bias) produce pronounced ozone minima under present-day climate conditions because they simulate more PSCs and, thus, high concentrations of active chlorine species (ClOx). These models predict the largest decrease in ozone minima in the future. Conversely, models with a warm polar stratosphere (warm bias) have the smallest sensitivity of ozone minima to future changes in hODS and GHG concentrations. As a result, the scatter among models in terms of the magnitude of Arctic spring ozone minima will decrease in the future. Overall, these results suggest that Arctic ozone minima will become weaker over the next decades, largely due to the decline in hODS abundances. We note that none of the models analysed here project a notable increase of ozone minima in the future. Stratospheric cooling caused by increasing GHG concentrations is expected to play a secondary role as its effect in the Arctic stratosphere is weakened by opposing radiative and dynamical mechanisms.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197398/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Weakening of springtime Arctic ozone depletion with climate change
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Friedel, M.ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chiodo, G.ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sukhodolov, T.Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Keeble, J.University of Cambridge, Cambridge, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peter, T.ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seeber, S.ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stenke, A.ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Akiyoshi, H.National Institute for Environmental Studies, Tsukuba, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rozanov, E.Physikalisch-Meteorologisches Observatorium DavosSwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plummer, D.Climate Research Division, Environment and Climate Change Canada, Montreal, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8964-1394NICHT SPEZIFIZIERT
Zeng, G.NIWA, Wellington, New ZealandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morgenstern, O.NIWA, Wellington, New ZealandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Josse, B.Université de Toulouse, Météo-France, CNRS, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 September 2023
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:23
DOI:10.5194/acp-23-10235-2023
Seitenbereich:Seiten 10235-10254
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ozone depletion, Earth System Modelling, EMAC, MESSy, stratospheric ozone
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:21 Sep 2023 09:50
Letzte Änderung:21 Sep 2023 09:50

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