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Messungen des arktischen stratosphaerischen Ozons: Vergleich der Ozonmessungen in Ny-Aalesund, Spitzbergen, 1997 und 1998

By J. Langer and Bremerhaven (Germany) Alfred-Wegener-Institut fuer Polar- und Meeresforschung

Abstract

Measurements of Arctic stratospheric ozone at Ny-Aalesund performed with different instruments are compared within this thesis. Data of five ground-based instruments and of three space-borne instruments are used. The ground-based instruments belong to the Artic station of the Network for the detection of stratospheric change at Ny-Aalesund. All ozone results were compared to the ozone data of the microwave-radiometer, since the microwave-radiometer has the best temporal resolution and it measures nearly independent of weather conditions. Mean chemical ozone depletion rates within the polar vortex were derived from the microwave-data for winter 1997/98. Significant depletion rates were found for end of February and rates were considerably high with 32#+-#10 ppb/day. Ozone-measurements of the eight instruments were compared for the period from February 12, 1997, to September 30, 1998. The influence of the different vertical resolution and the error of the transformation of number density to volume mixing ratio was estimated with a consistent set of idealized measurements. Only small deviations are to be expected if profiles are transferred to the microwave vertical resolution and to volume mixing ratio. The agreement of ozone profiles at Ny-Aalesund is good. Microwave profile slightly deviate compared to other instruments with maximum deviations of 0.2 ppm. Ozone columns are calculated from the microwave profiles and corrected by a model that accounts for the typical Arctic tropospheric ozone profile. Comparison of the ozone columns at Ny-Aalesund revealed, that results from the different instruments vary significantly and deviations of 50 DU (approx. 15%) occur. (orig.)Ziel der Arbeit ist es, die Messungen des arktischen stratosphaerischen Ozons in Ny-Aalesund (79 N, 11 O), vorgenommen mit unterschiedlichen Instrumenten, zu vergleichen. Dabei wurden fuenf bodengebundene Messsysteme, die Teil der Instrumentierung der dortigen Station des Network for the Detection of Stratospheric Change sind, und drei satellitengestuetzte Instrumente verwendet. Als Vergleichsgeraet wurde das dortige Mikrowellenradiometer gewaehlt, das zum einen das groesste zeitliche Aufloesungsvermoegen aufweist und zum anderen fast wetterunabhaengig ganzjaehrig arbeitet. Aus den Messungen des Mikrowellenradiometers wurden der mittlere chemische Ozonverlust im polaren Wirbel im Winter 1997/98 ermittelt. Nur fuer einen kurzen Zeitraum Ende Februar konnte chemischer Ozonverlust nachgewiesen werden. Die Verlustrate war hoch und in diesem Zeitraum bei 32#+-#10 ppb/Tag. Fuer den Instrumentenvergleich wurden die Daten des Zeitraums vom 12. Februar 1997 bis 30. September 1998 verwendet. Zur Untersuchung des Einflusses der unterschiedlichen vertikalen Aufloesungsvermoegen der Instrumente sowie der Unsicherheit der Umrechnung zwischen dem Volumenmischungsverhaeltnis und der Teilchenzahldichte wurde Untersuchungen anhand eines idealisierten Ozondatensatzes durchgefuehrt, der repraesentativ fuer-Ny-Aalesund ist. Es wurde gezeigt, dass die Profile der profilmessenden Instrumente fuer einen Vergleich mit nur geringen Einschraenkungen in die vertikale Aufloesung des Mikrowellenradiometers umgerechnet werden koennen. Der Profilvergleich ergab, dass die Messgeraete gut uebereinstimmen jedoch die Messungen des Mikrowellenradiometers von den Ergebnissen der anderen Instrumente um maximal 0.2 ppm abweichen. Fuer den Vergleich zwischen den gesamtsaeulenmessenden Geraeten wurde ein Modell zur Berechnung der Gesamtsaeule aus den Profilen des Mikrowellenradiometers entwickelt und angewendet, das den typischen Verlauf des arktischen Ozonprofils in der Troposphaere modelliert. Der Vergleich der Gesamtsaeulen ergab, dass die Ergebnisse der Instrumente um bis zu 50 DU (etwa. 15%) im Monatsmittel voneinander abweichen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 9219(322) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Topics: 08M - Atmospheric sciences, OZONE, STRATOSPHERE, ARCTIC REGIONS, RADIOMETERS, SPECTRA, CONCENTRATION RATIO, REMOTE SENSING, ERRORS
Year: 1999
OAI identifier:
Provided by: OpenGrey Repository
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