Der Einfluss von Ozonänderungen auf die stratosphärische Dynamik in 4xCO2-Experimenten

Eine Erhöhung der atmosphärischen CO₂-Konzentration verändert die Temperaturen und Dynamik der Stratosphäre und somit auch die Ozonkonzentrationen. Da Ozon sensibel auf langwellige, als auch auf kurzwellige Strahlung reagiert, wirkt die veränderte Ozonverteilung wiederum auf die Temperatur und modifiziert somit auch die CO₂-induzierte Veränderung der stratosphärischen Dynamik. Um diese genau untersuchen zu können, haben wir Modellsimulationen mit dem Klima-Chemie-Modell EMAC durchgeführt, bei denen die CO₂-Konzentration im Vergleich zur Zeit der Vorindustrialisierung vervierfacht wurde. Bei den 4xCO₂-Simulationen wurde dazu einmal eine nicht veränderte (vorindustrielle) und einmal eine veränderte Ozonverteilung aus einer vorhergegangenen 4xCO₂-Simulation vorgeschrieben. Es zeigt sich hierbei, dass die Änderung im Ozon zu einer Verstärkung der stratosphärischen Ostwinde im Sommer, sowie eine Abschwächung des Polarwirbels in beiden Hemisphären führt. Während die hohe Variabilität in der Nordhemisphäre zwar zu keinen eindeutigen Ergebnissen führt, sind diese in der Südhemisphäre statistisch signifikant. Zudem ist die Saison des Polarwirbels durch die CO₂-bedingte Veränderung des Ozonfeldes kürzer.  Des Weiteren wird die Beschleunigung der Brewer-Dobson-Zirkulation, welche durch eine CO₂-Erhöhung hervorgerufen wird, auf der Sommerhemisphäre durch den Ozoneinfluss gedämpft. Dies beeinflusst wiederum den Transport von den Tropen zu den Extra-Tropen. Die Ozon-bedingten Änderungen in der stratosphärischen Zirkulation beeinflussen auch die troposphärische Zirkulation und haben einen Effekt auf den troposphärischen Polarfrontjet. Dieser erfährt durch eine veränderte Ozonverteilung auf der Südhemisphäre eine systematisch schwächere Verschiebung in Richtung Pol als mit einer gleichbleibenden Ozonverteilung. Wir diskutieren die hier aufgeführten Ergebnisse und stellen diese im Kontext zum Einfluss von stratosphärischem Ozon auf die Dynamik im Klimawandel dar.