The influence of energetic particles on the chemistry of the middle atmosphere - the MANUXOVA project
The influence of energetic particles on the chemistry of the middle atmosphere - the MANUXOVA project
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高能粒子对中层大气化学的影响 - MANUXOVA 项目
DOI：
10.1007/978-94-007-4348-9_15
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Vogel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reddmann;Konopka;Stiller;Versick; Vogel
太阳活动和地磁活动期间的高能粒子沉降（EPP）引起了热层低层和中层大气的化学扰动。另外的HOx（H，OH，HO 2）和NOx（N，NO，NO2）在中层大气中产生，并在这些事件中产生的NOx的增强可以被传输到冬季平流层。这些痕量物质参与臭氧化学，并通过化学-辐射耦合，改变中层大气的动力学状态。有证据表明，无论是从观测和化学气候模式，EPP诱导的信号在中层大气中，然后可以传播到对流层。因此，粒子降水可能与可能的气候影响有关。这一功能链的第一步是EPP对中层大气和低热层化学成分的影响，以及极地冬季中层大气的向下输送。该项目的总体目标是通过结合模型模拟和观测，对中层大气的化学成分变化进行定量评估。这项研究主要依靠环境卫星上的MIPAS仪器的观测结果，在本项目范围内，通过新开发的H2 O2气体（HOx族成员的一个储集层）的检索，扩大了该卫星的数据集。用两个化学传输模型CLaMS和KASIMA进行了模拟，涵盖了平流层直至中间层/低热层区域的化学和传输效应。这些研究评估了对全球NOy预算的影响和（由此产生的）臭氧总量变化。此外，基于正离子化学，对N2 O 5转化为HNO 3的离子反应机理进行了修正。模型结果与2003年国家臭氧实验室观测结果的详细比较表明，模型能够模拟增强型生产力对臭氧化学的影响，但在某些次要物种方面存在不足。
Energetic particle precipitation (EPP) during solar and geomagnetic active periods causes chemical disturbances in the lower thermosphere and in the middle atmosphere. Additional HOx(H, OH, HO2) and NOx(N, NO, NO2) are produced in the middle atmosphere, and enhancements of NOxproduced in these events can be transported to the winter stratosphere. These trace species take part in ozone chemistry and, by chemical-radiative coupling, the dynamical state in the middle atmosphere can be altered. There is evidence both from observations and from chemistry-climate models that the EPP induced signal in the middle atmosphere may then propagate into the troposphere. Thus particle precipitation could connect to possible climate effects. The first step in this functional chain is the impact of EPP on the chemical composition in the middle atmosphere and lower thermosphere, and the downward transport in the polar winter middle atmosphere. The general objective of this project was to assess quantitatively the chemical composition change in the middle atmosphere by combining model simulations and observations. The study relays mainly on the observations of the MIPAS instrument on the ENVISAT satellite, whose data set has been expanded in the context of this project by a newly developed retrieval of the gas H2O2, a reservoir for the members of the HOxfamily. Simulations have been carried out with the two chemical transport models CLaMS and KASIMA, which cover chemistry and transport effects in the stratosphere up to the mesosphere/lower thermosphere region. The impact on the global NOy budget and (the resulting) total ozone change are assessed in these studies. In addition, the ion reaction mechanism for the conversion of N2O5to HNO3based on positive ion chemistry was refined. The detailed comparison of model results and observation for the SPE 2003 showed that models can simulate the impact of EPP on ozone chemistry but deficiencies exist for some minor species.
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DOI：
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发表时间：
1999
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作者：
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通讯作者：
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DOI：
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发表时间：
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期刊：
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作者：
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通讯作者：
R. Müller