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Chemical reaction pathways affecting stratospheric and mesospheric ozone

Grenfell, John Lee und Lehmann, Ralph und Mieth, Peter und Langematz, Ulrike und Steil, Benedikt (2006) Chemical reaction pathways affecting stratospheric and mesospheric ozone. Journal of Geophysical Research, 111. AGU. doi: doi:10.1029/2004JD005713.

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Kurzfassung

Catalytic cycles and other chemical pathways affecting ozone are normally estimated empirically in atmospheric models. In this work we have automatically quantified such processes by applying a newly developed analysis package called the “Pathway Analysis Program” (PAP). It used modeled chemical rates and concentrations as input. These were supplied by the “Module Efficiently Calculating the Chemistry of the Atmosphere” MECCA box model, itself initialized by the Free University of Berlin Climate Middle Atmosphere Model with Chemistry. We analyzed equatorial, midlatitude and high-latitude locations over 24-hour periods during spring in both hemispheres. We present results for locations in the lower stratosphere, upper stratosphere and midmesosphere. Oxygen photolysis dominated (>99%) in situ ozone production in the equatorial lower stratosphere, in the upper stratosphere and in the mesosphere. In the lower stratosphere midlatitudes the “ozone smog cycle” (already established in the troposphere) rivaled oxygen photolysis as an in situ ozone source in both hemispheres. However, absolute ozone production rates in midlatitudes were rather slow compared with at the equator, typically 16–50 ppt ozone/day. In the equatorial lower stratosphere, five catalytic sinks were important (each contributing at least 5% to chemical ozone loss): a HOx cycle, a HOBr cycle and its HOCl analog, a water-HOx cycle and a mixed chlorine-bromine cycle. Important in midlatitudes were the HOx cycle, a NOx cycle, the HOBr cycle and the mixed chlorine-bromine cycle. In lower-stratosphere high latitudes, the chlorine dimer cycle and the mixed chlorine-bromine cycle dominated in both hemispheres. A variant on the latter, involving BrCl formation, also featured. In the upper stratosphere high latitudes (where strong negative ozone trends are observed), a nitrogen cycle, a chlorine cycle, and a mixed chlorine-nitrogen cycle were found. In the mesosphere, three closely related HOx cycles dominated ozone loss.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/44736/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Chemical reaction pathways affecting stratospheric and mesospheric ozone
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grenfell, John LeeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lehmann, RalphAlfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mieth, PeterInstitut für Meteorologie, Freie Universität BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Langematz, UlrikeInstitut für Meteorologie, Freie Universität BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steil, BenediktMax-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut), Mainz, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2006
Erschienen in:Journal of Geophysical Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:111
DOI:doi:10.1029/2004JD005713
Verlag:AGU
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mesosphere, Ozone
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Hinterlegt von: Hedelt, Pascal
Hinterlegt am:10 Okt 2006
Letzte Änderung:14 Jan 2010 23:21

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