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Stenke, Andrea (2006): Stratosphärischer Wasserdampf in einem gekoppelten Klima-Chemie-Modell: Simulation, Trends und Bedeutung für die Ozonchemie. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die mit dem gekoppelten Klima-Chemie-Modell ECHAM4.L39(DLR)/CHEM simulierte Wasserdampfverteilung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf den verantwortlichen Steuerungsprozessen sowie auf den Auswirkungen, die Veränderungen dieser Steuerungsmechanismen auf die stratosphärische Wasserdampfverteilung und damit auch auf die Ozonschicht haben. Ein Vergleich mit Satellitenbeobachtungen zeigt, dass das Modell die wesentlichen Merkmale der Wasserdampfverteilung zufriedenstellend wiedergibt. Modelldefizite sind auf die erhebliche numerische Diffusion des semi-Lagrangeschen Transportschemas zurückzuführen und lassen sich durch den Einsatz des rein Lagrangeschen Advektionsschemas ATTILA beheben. Des Weiteren reproduziert das Modell den beobachteten Wasserdampfanstieg der 1980er und 1990er Jahre. Langfristige Veränderungen des stratosphärischen Wasserdampfgehalts werden in erster Linie über die Temperatur an der tropischen Tropopause gesteuert. So wird der modellierte Wasserdampfanstieg zu etwa 70% durch eine Erwärmung der tropischen Tropopause und zu 30% durch eine Zunahme der Methanoxidation verursacht. Sensitivitätsstudien zeigen, dass etwa 15% des globalen Ozonrückgangs in den letzten 20 Jahren auf diesen Anstieg des stratosphärischen Wasserdampfgehalts und den damit verbundenen Veränderungen der Ozonchemie zurückzuführen sind.