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Exploring ozone–climate interactions in idealized CMIP6 DECK experiments

Wang, Jingyu und Chiodo, Gabriel und Ayarzagüena, Blanca und Ball, William T. und Diallo, Mohamadou und Hassler, Birgit und Keeble, James und Nowack, Peer und Orbe, Clara und Vattioni, Sandro und Sukhodolov, Timofei (2025) Exploring ozone–climate interactions in idealized CMIP6 DECK experiments. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 25, Seiten 17819-17844. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-25-17819-2025. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
18MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.5194/acp-25-17819-2025

Kurzfassung

Under climate change driven by increased carbon dioxide (CO2) concentrations, stratospheric ozone will respond to temperature and circulation changes, leading to chemistry–climate feedback by modulating large�scale atmospheric circulation and Earth’s energy budget. However, there is significant model uncertainty since many processes are involved and few models have a detailed chemistry scheme. This work employs the lat�est data from Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) to investigate the ozone response to increased CO2. We find that in most models, ozone increases in the upper stratosphere (US) and extratropical lower stratosphere (LS) and decreases in the tropical LS; thus, the total column ozone (TCO) response is small in the tropics. The ozone response is mainly driven by slower chemical destruction cycles in the US and enhanced upwelling in the LS, with a highly model-dependent Arctic ozone response to polar vortex strength changes. We then explore the ozone–climate feedback by combining offline calculations and comparisons between mod�els with (“chem”) and without (“no-chem”) interactive chemistry. We find that the stratospheric temperature response is substantial, with a global negative radiative forcing ranging from −0.03 to −0.19 Wm−2. We find that chem models consistently simulate less tropospheric warming and a stronger weakening of the polar strato�spheric vortex, which result in a larger increase in sudden stratospheric warming (SSW) frequency than in most no-chem models. Our findings show that ozone–climate feedback is essential for the climate system and should be considered in the development of Earth system models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220749/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Exploring ozone–climate interactions in idealized CMIP6 DECK experiments
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wang, JingyuLUniversity of Arizona, Tucson, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chiodo, GabrielInstituto de Geociencias (IGEO), CSIC UCM, Madrid, Spainhttps://orcid.org/0000-0002-8079-6314NICHT SPEZIFIZIERT
Ayarzagüena, BlancaFacultad de CC Fisicas, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ball, William T.deceasedNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Diallo, MohamadouFZ Jülich, Jülich,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hassler, BirgitDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2724-709XNICHT SPEZIFIZIERT
Keeble, JamesLancaster University, Lancaster, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nowack, PeerKIT Karlsruhe, Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Orbe, ClaraNASA Goddard Institute for Space Studies, New York, New York, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vattioni, SandroETH Zürich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sukhodolov, TimofeiPhysikalisch Meteorologisches Observatorium Davos and World Ratiation Center, Davos, Switzerlandhttps://orcid.org/0000-0001-7100-738XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 Dezember 2025
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:25
DOI:10.5194/acp-25-17819-2025
Seitenbereich:Seiten 17819-17844
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ozone-climate interaction, CMIP
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 > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse
Hinterlegt von: Hassler, Dr. Birgit
Hinterlegt am:11 Dez 2025 07:38
Letzte Änderung:11 Dez 2025 07:38

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