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Grygalashvyly,  Mykhaylo Urijovich

Three-dimensional modeling of minor chemical constituents in the mesosphere/lower thermosphere region

Rostock : Universität , 2008

https://doi.org/10.18453/rosdok_id00000388

http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000388

Abstract:

Um die Verteilung chemisch aktiver Spurenstoffe im Höhenbereich der Mesosphäre und unteren Thermosphäre (MLT-Region) zu untersuchen, wurde ein bestehendes 3-dimensionales numerisches chemisches Transportmodell (CTM) weiterentwickelt und mit zwei unterschiedlichen Versionen eines dynamischen Modells gekoppelt. Alle wichtigen physikalischen und chemischen Prozesse wurden im Modell berücksichtigt. Zu diesen zählen die in der MLT-Region ablaufenden chemischen Reaktionen, die Photolyse, die molekulare und turbulente Diffusion sowie advektive Transportprozesse. Die wesentlichen Verbesserungen betreffen u. a. die Implementierung eines neuen Transportcodes gekennzeichnet durch extrem geringe numerische Diffusion und die Ableitung der solaren Lyman-α Strahlung aus der Sonnenfleckenrelativzahl als Proxy und deren Berücksichtigung in der Wasserdampfphotolyserate. Das verbesserte CTM wurde mit dynamischen Modellen gekoppelt, welche klimatologische Mittel (COMMA-IAP) bzw. Zustände zum realen Datum (LIMA) berechnen. Diese gekoppelten Modelle wurden insbesondere auf das Studium des Einflusses der solaren Lyman-α Strahlung auf die Aeronomie der MLT-Region, auf die autokatalytische Wasserdampfproduktion als Quelle hoher Mischungsverhältnisse in der Mesosphäre hoher sommerlicher Breiten, auf die Herausbildung des so genannten tertiären Ozonmaximums in winterlichen mittleren und hohen Breiten, auf die Untersuchung nichtlinearer Effekte in der Chemie der MLT-Region, auf den Einfluss stratosphärischer Erwärmungen auf die Spurenstoffverteilung sowie auf Trends der Spurenstoffe in der Mesosphäre auf Grund der Zunahme von Methan, Lachgas und Kohlenstoffdioxyd seit der vorindustriellen Ära angewendet.

Dissertation Open Access


Einrichtung :
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Gutachter :
Lübken,  Franz-Josef  (Prof. Dr.)
Feigin,  Alexander M.  (Prof. Dr.)
Sonnemann,  Gerd R.  (PD Dr.)
Jahr der Abgabe:
2008
Jahr der Verteidigung:
2008
Sprache(n) :
Englisch
übersetzte Zusammenfassung :
An existing time-dependent 3-dimensional numerical chemical transport model (CTM) was improved and coupled with two different versions of a dynamical model. All physical processes believed to be important are simulated, including chemical interactions, photochemical dissociation, eddy and molecular diffusion, and advection. The most essential improvements concern the implementation of a new transport scheme marked by almost zero numerical diffusion and the derivation of the solar Lyman-α flux from the sunspot number as proxy and its consideration in the photolysis rate of water vapor. The CTM was coupled with the dynamical models calculating climatologic means (COMMA-IAP) and computing the dynamical state for real dates (LIMA). These coupled models were applied to study some particular phenomena in the mesosphere-lower thermosphere (MLT-region) such as the influence of the variable Lyman-α radiation on the aeronomy, the autocatalytic water vapor production as a source of large mixing ratios within the middle to upper mesosphere in high summery latitudes during, the so-called tertiary ozone maximum formation, the investigation of nonlinear effects of the chemistry, trends of mesospheric minor constituents due to the increase of methane, nitrous oxide and carbon dioxide since the pre-industrial area.
Schlagworte:
3-dimensional modeling, atmospheric chemestry
DDC Klassifikation :
550 Geowissenschaften
URN :
urn:nbn:de:gbv:28-diss2008-0123-5
Persistente URL:
http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000388
erstellt am:
2009-01-21
zuletzt geändert am:
2018-06-30
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