Zeitschrift für Fernerkundung und GIS

Abstrakt

Modellierung der troposphärischen Ozonklimatologie über Irene (Südafrika) unter Verwendung abgerufener Fernerkundungs- und bodengestützter Messdaten

Jean-Pierre Mulumba, Sivakumar Venkataraman und Thomas Joachim Odhiambo Afullo

Die Klimatologie des troposphärischen Ozons bei Irene wurde mithilfe von SHADOZ-Netzwerkdaten untersucht, um die Korrelation zwischen der beobachteten saisonalen Ozonverstärkung und meteorologischen Faktoren zu ermitteln. Frühere Studien identifizierten photochemische Quellen (Verbrennung von Biomasse, biogene Emissionen und Blitzemissionen) sowie dynamische Faktoren (synoptisches Wettersystem, stratosphärische Intrusion) als Faktoren, die zur im australischen Frühling (Oktober) und im australischen Sommer (Februar) beobachteten Ozonverstärkung beitragen. Der jüngste globale Temperaturanstieg aufgrund des Klimawandels hat Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen eines solchen Anstiegs auf die saisonale Ozonverstärkung in dieser Region geweckt. Da troposphärisches Ozon über dem südlichen Afrika nur unzureichend dokumentiert ist, wurden einige Studien durchgeführt, um die Korrelation zwischen Änderungen meteorologischer Parameter und troposphärischer Ozonvariation zu verstehen. Das Ziel dieses Artikels ist es, eine umfassende Korrelation zwischen meteorologischen Parametern und troposphärischen Ozonkonzentrationen über Irene (Südafrika) für den Zeitraum von 1998 bis 2013 herzustellen, um mögliche Veränderungen der Konzentration von Ozon und Wasserdampf als Treibhausgase vorherzusagen. Zu diesem Zweck wurde eine Korrelationsanalyse verwendet, um die jährlichen und saisonalen TTO-Schwankungen (Total Tropospheric Ozone) über verschiedenen Schichten bis zur Höhe der tropischen Tropopausen zu ermitteln. Saisonale TTO-Trends haben identische saisonale Ozonmuster gezeigt, mit zwei Maxima, die jeweils im Sommer und im Frühjahr auftreten. Allerdings wurde im Vergleich zu früheren Kurzzeitstudien am gleichen Ort ein Anstieg der Ozonkonzentrationen von 55 auf 65,6 DU im Frühjahr und von 32 auf 55 DU im Sommer festgestellt. Dies wurde durch saisonale Ozonprofile belegt, die im Frühjahr und Sommer einen starken saisonalen Anstieg von 23 und 14 ppbv in der Schicht von 10-12 km zeigten. Während das Herbstprofil einen Anstieg von 12 ppbv zeigt, weist das Winterprofil in genau dieser Schicht einen Rückgang von 6 ppbv auf. Die Rolle von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit wird durch die starke Korrelation zwischen Temperatur und Ozonkonzentrationen von der Oberfläche aus dargestellt: 2 km und 2-4 km und eine schwache Korrelation in den oberen Schichten. Im Gegensatz dazu zeigt die relative Luftfeuchtigkeit eine schwache Korrelation von der Oberfläche bis 3 km und eine starke Korrelation von 3 km bis zu den oberen Schichten. Ein multiples lineares Regressionsmodell wurde verwendet, um eine saisonale Korrelation zwischen Ozon und Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit zu ermitteln. Alle Jahreszeiten weisen starke Regressionskoeffizienten auf (0,96