Projekt:FE Beobachtung 1/A-Train/Aufbau der Satelliten und Messsysteme/Aura/MLS
MLS (Microwave Limb Sonder)
Datenprodukte[Bearbeiten]
| Produktname | Units | Genauigkeit (Absolut:Real) | Temporäre Auflösung | Horizontal (Auflösung:Bedeckung) G...globale Abdeckung | Vertikal (Auflösung:Bedeckung) |
|---|---|---|---|---|---|
| MLS Strahlung | K | absolute Genauigkeit ist 2K oder besser, Präzision variiert, -0,01K kann erreicht werden bei längerfristigen Durchschnitten | 2/Tag [d,n] | 500 km::G | 0.1-1 km:0-90 km |
| Temperatur | K | 1-2K:0.5-1K (5-60 km) | täglich (globale Abdeckung) | 500 km::G | 3 km:5-90 km |
| Höhe Geopotential | m | 30-100 m:10-30 m (10-50 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:5-90 km |
| Cirrus Eisgehalt | ... | TBD:0.005 g/m | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:10-20 km |
| H20 Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:2-10% (5-80 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:5-90 km |
| N20 Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.02-0.05 ppmv (10-60 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:10-60 km |
| CO Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:3-10 ppbv(8-50 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:8-90 km |
| O3 Konzentration (Stratosphäre) | Mischungsverhältnis | 5-10%:2-10%(15-50 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:15-90 km |
| O3 Konzentration (Troposphäre) | Mischungsverhältnis | 5-10%::2-10 ppbv(8-15 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:8-15 km |
| OH Konzentration (untere Stratosphäre) | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.2-0.5 pptv(18-35 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:18-30 km |
| OH Konzentration (obere Stratosphäre) | Mischungsverhältnis | 5-10%:10%(35-60 km) | täglich(globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:30-80 km |
| HO2 Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:10-50 pptv(20-60 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:20-80 km |
| BrO Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:3-6 pptv(20-60 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 5 km:20-60 km |
| ClO Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.1-0.5 ppbv(15-45 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:15-60 km |
| HCl Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.1-0.5 ppbv(10-50 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:12-90 km |
| HOCl Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.01-0.03 ppbv(20-50 km) | monatlich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:20-50 km |
| HNO3 Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%::0.5-1 ppbv(10-30 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:10-50 km |
| HCN Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%:0.01-0.05 ppbv(8-80 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 5 km:8-80 km |
| SO2 Konzentration | Mischungsverhältnis | 5-10%::1-2 ppbv(10-30 km) | täglich (globale Abbildung) | 500 km::G | 3 km:10-40 km |
MLS Observationen[Bearbeiten]
2006 Ozonloch über der Antarktis[Bearbeiten]
Die stratosphärische Ozonschicht schirmt das Leben auf der Erde vor schädlichen UV-Strahlen von der Sonne ab. Bestimmte Chemikalien in der Stratosphäre (rund 15 bis 50 km Höhe), kann zur Erschöpfung des Ozons, vor allem im polaren Winter und Frühling führen. Das ist der Anlass für ein Ozonloch über der Antarktis. Das Ozonloch ist das Ergebnis einer Reihe von komplexen Wechselwirkungen zwischen Chemie, Wolkenbildung, Wind, Sonnenstrahlung und Temperatur. Der chemische Abbau von Ozon erfolgt vor allem durch Reaktion mit Chlor. Das meiste des Chlors stammt von Menschen geschaffenen Fluorchlorkohlenwasserstoff- (FCKW) Gasen, die in die Atmosphäre freigesetzt werden.
FCKWs sind sehr stabil, im Gegensatz zu den meisten chemischen Schadstoffen können sie mehrere Jahre überleben, die die Luft braucht, um von der unteren Atmosphäre in die Stratosphäre transportiert zu werden. In der Stratosphäre werden die FCKWs letztendlich durch die starke Sonneneinstrahlung in dieser Höhe zersetzt, übrig bleiben Chloratome, die das HCl-Molekül bilden. Diese können auch manchmal durch Sonnenlicht zerstört werden, in Reaktion mit anderen Chemikalien, sie werden dann umgewandelt in andere Formen, wie das Ozonschicht-schädigende ClO. Beobachtungen durch den Mikrowellen Limb Sonder (MLS) zeigen, dass der Betrag von HCl in der oberen Atmosphäre (rund 55 km Höhe) langsam abnimmt. Dies weist auf Einschnitte bei den Emissionen von FCKW mindernden internationalen Vereinbarungen hin. Während des antarktischen Winters 2206, blieben die stratosphärischen Temperaturen länger kalt als in den Vorjahren. Das verlängert die Dauer der PSC und wiederum den Zeitraum der Chlor-„Aktivierung“ und damit ergibt sich eine Erhöhung der Menge an chemischen Ozonverlust. Durch die lange Lebensdauer von FCKW wird es allerdings noch viele Jahrzehnte brauchen, bis die Menge an Chlor in der Stratosphäre der Erde wieder zum vorindustriellen Niveau kommt. Das antarktische Ozonloch 2006 war ein „Doppelrekord-Brecher“. Das Druckspalten-Ozon (totale Menge an Ozon-Overhead zu einem bestimmten Punkt auf der Erde) erreichte Rekorde mit den niedrigsten Werten, das heißt weniger Ozon auf einer Fläche, größer als die in einem früheren Jahr. Zusätzlich zu HCl und Ozon misst MLS die Häufigkeiten von anderen Chemikalien, die ebenfalls einen großen Einfluss auf das Ozonloch haben. Jeden Winter ist die Luft in der Stratosphäre über der Antarktis in einem großen kontinentgleichen Pool von rotierender Luft (Polarwirbel) gefangen. Das Gefangenhalten kombiniert mit dem Fehlen von Sonnenlicht führt zu deutlicher Abkühlung. Wenn die Temperaturen unter -78°C gehen, bilden sich Wolken aus der Kombination von Wasser (H2O) und Salpetersäure (HNO3).
Überwachung der Abnahme des stratosphärischen Chlors:
- MLC misst Chlorwasserstoff (HCL), das primäre Reservoir für stratosphärisches Chlor
- Sinkendes ober-stratosphärisches HCl spiegelt Reizungen bei den FCKW-Emissionen wieder
- MLS zeichnet weiterhin HCl-Observationen auf
- MLS weltweite Abdeckung, bietet ausgezeichnete Präzision um das globale HCl zu verstehen
- Offsets zwischen den Instrumenten sind innerhalb der erwarteten Genauigkeiten [1]
Messungen von CO in der Troposphäre[Bearbeiten]
CO ist ein Zeichen für Verschmutzung und kann einen langen Weg von der Quelle transportiert werden. Dabei überrascht es nicht, dass der Transport sowohl vertikal, als auch horizontal statt findet. Die Variationen des CO mit der Höhe zeigt, dass die Konvektion des CO auf ca. 6 km Höhe treibt und sich dann langsam mehr in die untere Stratosphäre bewegt, das bedeutet dass die CO-Feder kippen.
Es gibt tiefe Konvektion-Zonen, mit einem Hotspot an CO über Südostasien, diese zeigen dass CO-Lofting in der unteren Stratosphäre während der asiatischen Monsun-Saison. Interessanterweise ist kein Hotspot über dem Subkontinent, sondern am Rande des Himalaya-Plateaus, wo die Konvektion höher in die Stratosphäre gelangen kann.
- Nachweis von CO-Verschmutzung loftet in obere Troposphäre und vorübergehend gefangen in Antizyklone über Südasien
- Nachweis von CO-„Kassettenrekorder“ in unterer Stratosphäre steht im Zusammenhang mit saisonalen Veränderungen in der Biomassen-Verbrennung, reproduziert in GMI chemischen Verkehrsmodell [1]
Kontinuierliche Messungen von HCl in der Stratosphäre[Bearbeiten]
Kontinuierliche Messungen zeigen eine rasche Erholung des dünnen Chlor-Reservoirs nach polarem Ozonverlust. Wenn FCKWs aufgespalten werden, geht Chlor meist zu HCl über. Wenn im antarktischen Ozonloch einmal das Ozon weg ist, reagiert das Chlor mit Methan und formt HC. Im nördlichen Winter wird nicht alles Ozon zerstört, so dass die Erholung zu HCl nicht zu Ende ist.
