Einbindung der regionalen troposphärischen Chemie in die Hamburger Klimamodellumgebung: Modellrechnungen und Vergleich mit Beobachtungsdaten

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde eine Modellumgebung geschaffen, die es ermög- licht den Einfluß einer zu erwartenden globalen Klimaänderung auf die Chemie der belasteten Atmosphäre über Europa zu untersuchen. Dazu wurde das an der Universi- tät Köln betriebene Chemie-Transport-Modell des EURAD-Systems mit einem ande- ren meteorologischen Treibermodell, dem regionalen Klimamodell HIRHAM des Max-Planck-Instituts, ausgestattet. Durch die Einbettung des regionalen Klimamo- dells in das globale Klimamodell ECHAM können meteorologische Daten von Klima- änderungsexperimenten in ausreichender horizontaler Aufl ösung als Eingabedaten für das Chemie-Transport-Modell zu Verfügung gestellt werden. Da die Berechnung der chemischen Umsetzungsraten in einer stark verschmutzten Atmosphäre in einem dreidimensionalen Modell den Hauptteil der Rechenzeit bean- sprucht und somit auch die Länge einer zu simulierenden Periode einschränkt, wurde das Gasphasenchemiemodul so optimiert, daß unter Stabilitätsgewinn etwa die Hälfte der Rechenzeit eingespart werden konnte. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Parametrisierung der subskaligen Wolkenpro- zesse. Der durch einen möglichen Treibhauseffekt veränderte Wasserdampf- und Flüssigwassergehalt der Atmosphäre kann durch eine unterschiedliche Wolkenbe- schreibung im meteorologischen Treibermodell und im Chemie-Transport-Modell verfälscht werden und somit zu anderen Spurenstoffkonzentrationen führen. Zw Yer- meidung von Inkonsistenzen wurde dem Chemie-Transport-Modell zusatzlich zu den anderen meteorologischen Größen die Information des von HIRHAM prognostizier- ten Flüssigwassergehalts und des berechneten Bedeckungsgrades übergeben. Um eine aussagekräftige Beurteilung von Klimaänderungsexperimenten zu ermögli- chen, helfen Modelläufe unter heutigen Bedingungen und Vergleiche mit gemessenen Daten. Deshalb wurden zur Bewertung des neuen Modellsystems simulierte Spuren- gaskonzentrationen einer Sommer- und einer'Winterepisode mit Beobachtungsdaten verglichen