Spurengasbudget und interhemisphärische Unterschiede der Zusammensetzung und des Transports in der UTLS

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Hoor
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423238653

Die Zusammensetzung der sog. UTLS Region (obere Troposphäre / untere Stratosphäre d.h. der Region zwischen 8-20 km Höhe) ist von fundamentaler Bedeutung für Klima und Oberflächentemperaturen. Die Spurengasbudget dieser Region wird von dynamischen Prozessen bestimmt, die von kleinräumiger Turbulenz über brechende barokline und planetare Wellen bis hin zur stratosphärischen Zirkulation reichen. Die induzierte Variabilität der Zusammensetzung führt zu erheblichen Unsicherheiten von Klimarechnungen und der Abschätzung zukünftiger Temperaturen. Eine messbasierte Quantifizierung der Luftmassenherkunft und Transportprozesse und –zeitskalen sind daher essentiell für das Verständnis der Bedeutung dieser Region.Bisherige Messungen haben vor allem in der Nordhemisphäre stattgefunden und konnten einen klaren saisonalen Zyklus der Zusammensetzung der UTLS der Nordhemisphäre zeigen. Die UTLS wird im Sommer durch kurze Transportzeitskalen von wenigen Wochen aus der Troposphäre und besonders der Monsunregion und den Tropen dominiert, während im Frühling gealterte Luftmassen aus der Stratosphäre die UTLS dominieren. Der troposphärische Anteil variiert dabei jahreszeitenabhängig zwischen 20-60%. Die dominierenden atmosphärischen Strukturen (wie der Polarwirbel und der asiatische Sommermonsun) haben eine starke hemisphärische Asymmetrie und führen somit zu saisonal asymmetrischen Zusammensetzungs-, Alters- und Transportstrukturen.Für die UTLS der Südhemisphäre wurde bisher noch keine umfassende Budgetierung und Quantifizierung des Luftmassenursprungs vorgenommen. Dies soll im Rahmen dieses Projekts durchgeführt werden. Das Luftmassenbudget der Südhemisphäre soll im Rahmen dieses Projektes aus Spurengasmessungen quantifiziert und mit der Nordheimsphäre verglichen werden. Dabei sollen die Prozesse untersucht werden, die den Transport und Mischung innerhalb der Südhemisphäre und zwischen den Hemisphären ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the "High Altitude and Long Range Research Aircraft" (HALO)
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Andreas Engel; Professor Dr. Felix Plöger