Abstract Archiv SS2001: Seminar Ozean, Eis, Atmosphäre

Archiv der Abstracts zum Seminar Ozean, Eis, Atmosphäre

Termin: 10.07.2001

Referent/in: H. Bremer
IUP Bremen

Titel: ASUR Bestimmung von Ozonverlust und diabatischem Absinken im polaren Winter 1999/2000

In dem Winter 1999/2000 nahm das flugzeug getragene Submillimeter Radiometer ASUR (Airborne Submillimeter Radiometer) an der europaeisch - amerikanischen Forschungskampagne THESEO 2000 / SOLVE teil. Die Kampagne erstreckte sich ueber einen Zeitraum von Anfang Dezember 99 bis Mitte Maerz 2000. Waehrend dieser Zeit war ASUR an Bord der NASA DC-8 fest installiert und nahm an allen 23 Messfluegen, die in drei 20 taegigen Zeitfenstern (Anfang Dezember, Mitte Januar und Anfang Maerz) durchgefuehrt wurden erfolgreich teil. Als Bodenstation wurde Kiruna in Nordschweden gewaehlt, von wo aus neben der NASA DC-8, auch das stratosphaeren Flugzeug ER-2 der NASA, sowie diverse europaeische Flugzeuge operierten. Ebenfalls beteiligt waren verschiedene Instrumente die von Ballonen oder vom Boden aus operierten.

In diesem Vortrag wird nach einer kurzen Einfuehrung ueber das ASUR Instrument und die grundlegende Funktionsweise von Heterodyn-Empfaengern auf die Ozon- und N2O-Messungen eingegangen, die im Rahmen der oben erwaehnten Kampagne durchgefuehrt wurden.

Das Ziel wird sein eine Abschaetzung ueber den Ozonverlust zu geben, der im besagten Winter aufgetreten ist.

Da aus den Ozonmessungen selber sich keine zuverlaessige Aussage ableiten laesst, da die Aenderung im Ozonmischungsverhaeltnis neben chemischen Prozessen auch dynamischen Aenderungen unterworfen sind, wird ein ein kurzer Ueberblick ueber die Moeglichkeiten zur Separation von Dynamik und Chemie gegeben. Hierbei werden drei verschiedenen Ansaetze verfolgt:
- Absinken aus Heizratenberechnung
- Absinken aus Tracermessungen (hierbei wurde ASUR N2O verwendet)
- Korrelation von N2O-O3 ueber den Vortexrand

Zur Abrundung werden aus den Tracermessungen die abgeleiteten Absinkenraten dargestellt sowie Vergleiche mit in situ Instrumenten an Bord der ER-2 und Ballonen gegeben.

Termin: 24.4.2001

Referent/in: F. Wittrock

Titel: Absorptionsspektroskopische Bestimmung atmosphärischer Spurengase über Ny-Ålesund, Spitzbergen

Bodengestützte Messungen von im Zenit gestreutem Sonnenlicht sind eine etablierte Methode zur Bestimmung von insbesondere stratosphärischen Spurengasen. Sie werden am Institut für Umweltphysik bereits seit 1993 in Bremen und seit 1995 in Ny-Ålesund, Spitzbergen durchgeführt. Relativ neu ist jedoch der Versuch, auch das Licht, welches knapp über dem Horizont gestreut wird, zu detektieren und als weitere Informationsquelle zu nutzen. Entsprechende "Off Axis"-Messungen werden seit April 1999 in der Arktis durchgeführt.

Nach einer kurzen Einführung in die verwendete Methode der Differentiellen Optischen Absorptionsspektroskopie (DOAS) werden Ergebnisse sowohl der Zenit- als auch der Off Axis-Messungen vorgestellt. Ein Schwerpunkt des Vortrages ist dabei die Interpretation der Messungen mit Hilfe des sphärischen Strahlungstransportmodells SCIATRAN 1.2.3 (A. Rozanov et al.). Möglichkeiten aber auch Grenzen der Off Axis-Messungen sollen dabei aufgezeigt werden.

Termin: 08.05.2001

Referent/in: Uli Fleischmann
IUP Bremen

Titel: Transport von frisch belüftetem Tiefenwasser vom Island Becken ins Westeuropäische Becken

Anhand erhoehter Tracerwerte in der Naehe des Mittelatlantischen Rückens auf einem zonalen Schnitt bei 48° N (WOCE A2) durch den Nordatlantik laesst sich erkennen, dass sich frisch belueftetes Tiefenwasser in das Westeuropäische Becken ausbreitet. Aufgrund der hydrographischen Parameter kann es sich dabei nur um Wasser aus dem nördlich gelegenen Island Becken handeln. Klassischerweise wird jedoch davon ausgegeangen, dass das Tiefenwasser des Island Becken den östlichen Nordatlantik schon nördlich des A2-Schnittes wieder verlässt. Der Transport wird quantitativ anhand einer Multi-Tracer-Analyse bestimmt. Im letzten Teil des Vortrags werde ich mich mit verschiedenen Möglichkeiten der Rekonstruktion von Tracerwerten in der Vergangenheit beschäftigen.

Termin: 15.05.2001

Referent/in: Claire GRANIER
MPI-Meteorologie Hamburg / Service d'Aeronomie, Paris / NOAA Aeronomy Laboratory, Boulder

Titel: Global studies of the budget of ozone and its precursors in the troposphere

The chemical composition of the lower atmosphere has changed significantly over the past 100 years, as shown by different sets of observations. Most of these changes are believed to be due to changes in surface emissions as a result of human activities. Global chemistry-transport models have been developed over the past few years, and they have been used to simulate the impact of surface emissions on the global budget of chemical species in the atmosphere.

We will review the current knowledge on changes in the distribution of chemical species in the troposphere, and on their emissions at the surface. We will also discuss how recent advances in satellite observations of chemical compounds in the troposphere will allow better quantification of these budgets. The MOZRT chemistry-transport model will be presented, and some results of the simulations performed with the model will be discussed.

Termin: 29.05.2001

Referent/in: Christian Rodehacke
IUP Bremen

Titel: Tracersimulation im südlichen Ozean mit einem lokalem hydrostatischem Ozeanmodell: BRIOS - Modellvalidierung mittels Tracerdaten

Der südliche Ozean ist, neben dem Nordpolarmeer, der Ort wo Bodenwasser gebildet wird. Innerhalb der globalen Ozeanzirkulation wird die Verknüpfung zwischen Oberflächennahem Wasser und Wassermassen der Tiefe geschlossen. Dies hat einerseits starken Einfluß auf das lokale Klima und beeinflußt darüber hinaus über den ozeanseitigen Transport von Wärme und Süßwasser das weltweite Klimasystem.

Das Weddellmeer im südlichen Atlantik gilt traditonell als einer der produktivesten Bildungsgebiete von Tiefen- und Bodenwasser der südlichen Hemisphäre. Die anfänglich bei der Tiefenwasserproduktion beteiligten Prozesse spielen sich in der oberen Wassersäule, der Deckschicht, ab. Dabei werden gasförmige Tracer (Spurenstoffe) aus der Atmosphäre in der Deckschicht gelöst. Sinkt das Wasser nun in größere Tiefen ab, so nimmt es die Tracersignatur mit. Die weiteren Ausbreitungspfade des frisch gebildeten Wassers werden durch diese Tracer hervorgehoben. Die numerische Simulation von Tracern gestattet eine erheblich verbesserte Modellverifikation und bilden darüberhinaus die bei der Tiefenwasserbildung beteiligten Prozesse ab.

Als Untersuchungswerkzeug wird ein hydrostatisches lokales Ozeanmodell verwendet. Es umfaßt den südlichen Ozean zwischen 50 und 80 südlicher Breite einschließlich der Subeisschelfkavernen.

In Übereinstimmung mit den Erwartungen und vorhandenen Messungen reproduziert das Modell beispielweise die barotrope, d.h. die tiefengemittelte, Strömung des südlichen Ozeans: Der Antarktische Zirkumpolarwirbel, der antarktische Küstenrandstrom und die Doppelstruktur des Weddellwirbels sind klar erkennbar. Die hohen Tracer-Konzentration der Bodenschicht spiegeln auf plastische Weise die bekannten Tiefenwasserbildungsgebiete an der Peripherie des Antarktischen Kontinents wieder. Sie markierten die weitere Ausbreitung der Bodennahen Wassermassen und damit verdeutlichen sie die generelle Zirkulation des Weddellwirbels.

Der Vortrag möchte eine Einblick in die Ozeanographie des südlichen Ozeans und hier insbesondere des Weddellmeers geben. Es zeigt sich jedoch, daß neben diesem weitere bedeutende Gebiete existieren, die mittelbar auch das Weddellmeer beeinflußen.

Termin: 12.06.2001

Referent/in: Miriam von Koenig
IUP Bremen / Leeds

Titel: Paleozon

Wenn extraterrestrische geladene Teilchen - Elektronen, Protonen und schwerere Kerne - ins Magnetfeld der Erde geraten, werden sie entlang der Magnetfeldlinien zu den Polen abgelenkt. Dementsprechend koennen sie nur in einem begrenzten Bereich um die magnetischen Pole in die Erdatmosphaere eindringen. Geladene Teilchen ionisieren die Erdatmosphaere; Ionisierung wiederum fuehrt in der Stratosphaere und Mesosphaere zur Bildung von NOx und HOx, die dort durch katalytische Zyklen Ozon abbauen. Mehr oder weniger kontinuierliche Quellen von geladenen extraterrestrischen Teilchen sind der Sonnenwind und galaktische kosmische Strahlung; viel groessere Teilchenfluesse entstehen als Folge von Coronal Mass Ejections der Sonne waehrend des Solar Maximums.

Ziel des Paleozon-Projektes ist es, mit Hilfe von chemischen Modellen moegliche Einfluesse eines sich aendernden Erdmagnetfeldes auf Ozon in der Stratosphaere und Mesosphaere zu untersuchen. Dabei konzentrieren wir uns im Moment auf den Einfluss von CMEs, weil diese den groessten Einfluss auf Ozon haben.

Termin: 26.06.2001

Referent/in: Jürgen Sültenfuß
IUP Bremen

Titel: Helium Geochemie

Die Isotopenverteilungen der chemisch inerten Edelgase in der Geosphäre hängen von räumlich variierenden Quellstärken, von temperatur- und massenabhängigen Diffusionsparametern und vor allem von advektivem Transport in verschiedenen Fluiden ab. Helium-Isotopen-Geochemie ist deshalb interessant, weil sich die Helium-Isotopenverhältnisse in der Erdkruste und dem Erdmantel deutlich von dem in der Atmosphäre unterscheiden. Die Analyse von Helium-Isotopen ist daher eine geeignete Methode zur Untersuchung von Flüssen in geochemischen Systemen. Ein Überblick über die Heliumquellen und -senken wird gegeben. Die für geologische Fragestellungen interessanten Untersuchungen werden aufgezeigt und grob interpretiert. Über neue Einsatzfelder für Helium-Isotopen-Analysen soll spekuliert werden.

Termin: 03.07.2001

Referent/in: R. Steinfeld
IUP Bremen

Titel: Realistische Modellierung der tiefreichenden Zirkulation des Mittelmeers durch Simulation von Tracerverteilungen

Im Mittelmeer finden eine Reihe ozeanographisch relevanter Prozesse statt wie Wassermassenbildung, Konvektion und das Überströmen topographischer Schwellen (Overflow). Die Ausbreitungspfade des neu gebildeten Wassers sind durch erhöhte Konzentrationen anthropogener Tracer wie FCKWs und Tritium, die an der Meeresberfläche von der Atmosphäre in den Ozean eingetragen werden, markiert. Die Simulation der Verteilung dieser Spurenstoffe in einem numerischen Ozeanmodell ist deshalb besonders geeignet, die Modellzirkulation zu veranschaulichen und zu verifizieren.

Die Ergebnisse des Zirkulationsmodells MOMA für das östliche Mittelmeer werden insbesondere im Hinblick auf die Verteilung des FCKWs Freon-12 untersucht. Es zeigt sich, dass die Modellzirkulation sowohl von dem atmosphärischen Antrieb als auch von der Parametrisierung kleinskaliger Prozesse entscheidend beeinflusst wird. Außerdem wird die Bedeutung, die das Levantinische Zwischenwasser (LIW) für die Tiefenwasserbildung in der Adria hat, durch die Modellergebnisse verdeutlicht.

Aus der Konzentration transienter Tracer lassen sich auch Informationen über das Alter des Wassers gewinnen. Die Unterschiede der verschiedenen Möglichkeiten der Altersbestimmung und der Zusammenhang mit dem (theoretischen) idealen Alter werden anhand einiger Beispiele erläutert.

Referent/in: H. Bremer
IUP Bremen

Titel: ASUR Bestimmung von Ozonverlust und diabatischem Absinken im polaren Winter 1999/2000

Das Ziel wird sein eine Abschaetzung ueber den Ozonverlust zu geben, der im besagten Winter aufgetreten ist.

Zur Abrundung werden aus den Tracermessungen die abgeleiteten Absinkenraten dargestellt sowie Vergleiche mit in situ Instrumenten an Bord der ER-2 und Ballonen gegeben.