TRR 301: Die Tropopausenregion in einer Atmosphäre im Wandel
Coordinator
Professor Dr. Peter Hoor
Grant period
2021 -
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)428312742
Note: Angesichts des Klimawandels ist die Tropopausenregion eine der herausforderndsten Regionen mit höchst ungewissen Auswirkungen auf das Klima und die atmosphärische Zirkulation. Sie umfasst den Übergang von der turbulenten, gut durchmischten und feuchten Troposphäre, die anfällig für anthropogene und natürliche Verschmutzung ist, zur Stratosphäre, die trocken und stabil geschichtet ist und in der Regel auf viel längeren Zeitskalen als die Troposphäre beeinflusst wird. Die Tropopause wirkt als Transportbarriere, die jedoch aufgrund kleinräumiger dynamischer oder feuchter diabatischer Prozesse durchlässig ist und starke Gradienten in der Zusammensetzung der Luft. Wechselwirkungen zwischen Aerosol, Gasphase und mikrophysikalischen Prozessen wirken aufeinander zurück, mit teilweise unbekannten Auswirkungen auf die Zusammensetzung der oberen Troposphäre/unteren Stratosphäre (UTLS). Die Gradienten strahlungsaktiver Spezies sind für den lokalen und globalen Energiehaushalt von Bedeutung und beeinflussen somit die Oberflächentemperatur und die globale Zirkulation. Für moderne Klimamodelle ist die korrekte Simulation solcher Prozesse angesichts der Gitterskalen der Modelle und der Skalen der relevanten Prozesse immer noch eine Herausforderung. Die Komplexität der Tropopausenregion ergibt sich aus der Kopplung von Prozessen auf einer Vielzahl von Skalen, die von der Nano- oder Mikrometerskala, z. B. atmosphärische Aerosolbildung, Turbulenz und Durchmischung, bis zur regionalen und planetarischen Skala reichen. Diese Komplexität stellt eine Herausforderung für die Fähigkeit der Klimamodelle dar, die Auswirkungen der UTLS-Prozesse auf die aktuellen Oberflächentemperaturen korrekt zu erfassen. Folglich sind angemessene Darstellungen der UTLS-Prozesse und ihrer Rückkopplung in Klimamodellen erforderlich, um die UTLS-Region und ihre Auswirkungen besser einzugrenzen. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen der UTLS-Prozesse auf die Zusammensetzung und Dynamik der Atmosphäre und letztlich auf das gegenwärtige und künftige Klima und die Klimavariabilität zu spezifizieren. Die übergreifenden Themen für Phase II unseres SFBs TPChange werden sich auf die Rolle der Feuchtigkeit und der Aerosolverteilung in der UTLS und deren Kontrollfaktoren konzentrieren. Wir werden die Entwicklungen aus verschiedenen prozessbasierten Studien aus Phase I weiter in einen gemeinsamen Modellansatz umsetzen, um potenzielle Rückkopplungen zwischen verschiedenen Prozessen und deren mögliche Bedeutung für das globale Klima untersuchen zu können. Dieser SFB hat eine einzigartige Kombination von führenden Experten aus verschiedenen für die UTLS-Forschung relevanten Bereichen zusammengeführt. Dieses gut eingespielte Team wird dringende Fragen der Atmosphärenforschung in einem koordinierten, kooperativen und synergetischen Ansatz angehen. Unser Ziel ist es, die Rolle der für die UTLS relevanten Zusammensetzung und Prozesse für das Erdsystem und die zukünftige Atmosphäre zu quantifizieren.
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