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The effects of mixing on age of air

Garny, Hella und Birner, Thomas und Bönisch, Harald und Bunzel, Felix (2014) The effects of mixing on age of air. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 119 (12), Seiten 7015-7034. Wiley. doi: 10.1002/2013JD021417. ISSN 2169-897X.

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Offizielle URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2013JD021417/pdf

Kurzfassung

Mean age of air (AoA) measures the mean transit time of air parcels along the Brewer-Dobson circulation (BDC) starting from their entry into the stratosphere. AoA is determined both by transport along the residual circulation and by two-way mass exchange (mixing). The relative roles of residual circulation transport and two-way mixing for AoA, and for projected AoA changes are not well understood. Here effects of mixing on AoA are quantified by contrasting AoA with the transit time of hypothetical transport solely by the residual circulation. Based on climate model simulations, we find additional aging by mixing throughout most of the lower stratosphere, except in the extratropical lowermost stratosphere where mixing reduces AoA. We use a simple Lagrangian model to reconstruct the distribution of AoA in the GCM and to illustrate the effects of mixing at different locations in the stratosphere. Predicted future reduction in AoA associated with an intensified BDC is equally due to faster transport along the residual circulation as well as reduced aging by mixing. A tropical leaky pipe model is used to derive a mixing efficiency, measured by the ratio of the two-way mixing mass flux and the net (residual) mass flux across the subtropical boundary. The mixing efficiency remains close to constant in a future climate, suggesting that the strength of two-way mixing is tightly coupled to the strength of the residual circulation in the lower stratosphere. This implies that mixing generally amplifies changes in AoA due to uniform changes in the residual circulation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/90734/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The effects of mixing on age of air
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Garny, HellaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-4960-2304NICHT SPEZIFIZIERT
Birner, ThomasColorado State University, Ft. Collins, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bönisch, HaraldInstitute for Atmospheric and Environmental Sciences, Goethe University Frankfurt, DNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bunzel, FelixMPI für Meteorologie, Hamburg, DNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
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:119
DOI:10.1002/2013JD021417
Seitenbereich:Seiten 7015-7034
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTAmerican Geophysical UnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:2169-897X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:mixing, age of air, residual circulation
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
Hinterlegt von: Ponater, Dr.rer.nat. Michael
Hinterlegt am:25 Sep 2014 14:38
Letzte Änderung:14 Nov 2023 13:10

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