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Recent Lower Stratospheric Ozone Trends in CCMI-2022 Models: Role of Natural Variability and Transport

Benito-Barca, Samuel und Abalos, Marta und Calvo, Natalia und Garny, Hella und Birner, Thomas und Abraham, Nathan Luke und Akiyoshi, Hideharu und Dennison, Fraser und Jöckel, Patrick und Josse, Bèatrice und Keeble, James und Kinnison, Doug und Marchand, Marion und Morgenstern, Olaf und Plummer, David und Rozanov, Eugene und Strode, Sarah und Sukhodolov, Timofei und Watanabe, Shingo und Yamashita, Yousuke (2025) Recent Lower Stratospheric Ozone Trends in CCMI-2022 Models: Role of Natural Variability and Transport. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130 (9), Seiten 1-19. Wiley. doi: 10.1029/2024JD042412. ISSN 2169-897X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2024JD042412

Kurzfassung

Abstract Lower stratospheric ozone between 60°S and 60°N has continued to decline since 1998, despite the reduction of ozone-depleting substances following the Montreal Protocol. Previous studies have shown that, while chemistry-climate models reproduce the negative ozone trend in the tropical lower stratosphere as a response to increased upwelling, they fail to capture the ozone decline in northern midlatitudes. This study revisits recent lower stratospheric ozone trends over the period 1998–2018 using two types of simulations from the new Chemistry Climate Model Initiative 2022 (CCMI-2022): REF-D1, with observed sea surface temperatures, and REF-D2, with simulated ocean. The observed negative trend in midlatitudes falls within the range of model trends, especially when considering simulations with observed boundary conditions. There is a large spread in the simulated midlatitudes ozone trends, with some simulations showing positive and others negative trends. A multiple linear regression analysis shows that the spread in the trends is not explained by the different linear response to external forcings (solar cycle, global warming, and ozone-depleting substances) or to the main variability modes (El Niño-Southern Oscillation and the quasi-biennial oscillation) but is instead attributed to internal atmospheric variability. Moreover, the fact that some models show very different trends across members, while other models show similar trends in all members, suggests fundamental differences in the representation of the internal variability of ozone transport across models. Indeed, we report substantial intermodel differences in the ozone-transport connection on interannual timescales and we find that ozone trends are closely coupled to transport trends.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214082/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Recent Lower Stratospheric Ozone Trends in CCMI-2022 Models: Role of Natural Variability and Transport
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Benito-Barca, SamuelUniversidad Complutense de Madrid, Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abalos, MartaUniversidad Complutense de Madrid, Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Calvo, NataliaUniversidad Complutense de Madrid, Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garny, HellaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Birner, ThomasLMU München, München, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abraham, Nathan LukeUniversity of Cambridge, Cambridge, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Akiyoshi, HideharuNational Institute for Environmental Studies, Ibaraki, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dennison, FraserCSIRO Environment, Melbourne, VIC, AustraliaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8964-1394NICHT SPEZIFIZIERT
Josse, BèatriceCNRM, Université de Toulouse, Météo‐France, CNRS, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Keeble, JamesLancaster University, Lancaster, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kinnison, DougNCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marchand, MarionLATMOS, Sorbonne Université/CNRS/UVSQ, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morgenstern, OlafNational Institute of Water and Atmospheric Research, Wellington, New ZealandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plummer, DavidClimate Research Division, Environment and Climate Change Canada, Montreal, QC, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rozanov, EugenePhysikalisch‐ Meteorologisches Observatorium Davos/World Radiation Center, Davos, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strode, SarahAtmospheric Chemistry and Dynamics Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Greenbelt, MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sukhodolov, TimofeiPhysikalisch‐ Meteorologisches Observatorium Davos/World Radiation Center, Davos, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Watanabe, ShingoResearch Center of Global Change (RIGC) and WPI‐AIMEC, Japan Agency for Marine‐Earth Science and Technology (JAMSTEC), Yokohama, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yamashita, YousukeNational Institute for Environmental Studies, Ibaraki, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 April 2025
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Atmospheres
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:130
DOI:10.1029/2024JD042412
Seitenbereich:Seiten 1-19
Verlag:Wiley
ISSN:2169-897X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:stratospheric ozone, chemistry-climate models, stratospheric transport, natural variability, CCMI-2022, EMAC, MESSy, 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
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Hinterlegt von: Jöckel, Dr. Patrick
Hinterlegt am:13 Mai 2025 09:20
Letzte Änderung:13 Mai 2025 09:20

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