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  • Articles  (49)
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Journal
  • 1
    ISSN: 1573-0662
    Keywords: stratosphere-troposphere exchange ; tropopause folding ; cross tropopause ozone transfer ; vertical ozone profiles ; potential vorticity ; Q-vector divergence ; 7beryllium
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Geosciences
    Notes: Abstract This paper gives a synthesis of three algorithms to detect the presenceof tropopause folds from vertical ozone/radio-sounding profiles and frommeteorological analysis. Also an algorithm to identify injection ofstratospheric air into the lower troposphere fromozone/7beryllium time series is presented. Differences in theresults obtained from the algorithms are observed and discussed with respectto the criteria for fold detection and input data used. Spatial gradients inthe obtained folding frequencies are made evident on a global scale from thealgorithm based on meteorological analysis (Q-vector/potential vorticity)and probably also on a regional European scale from algorithms both basedmeteorological analyses and on ozone/PTU soundings. The observed seasonalvariation of folding occurrence is rather flat except during summer whenalso some differences appear between the algorithms. By combining thefolding frequencies with literature estimates of the cross-tropopause ozonetransfer in single folding events, an average stratospheric ozone influxinto the troposphere of 5.7 ± 1.3× 1010 mol.cm-2 s-1 is obtained for the Northern hemisphereand 12± 2.7× 1010 mol. cm-2s-1 for Western Europe. Potential additional contributions dueto other stratosphere-troposphere exchange processes than folds are not yetincluded in these estimates. Finally, the link between statistics fromozone/7beryllium data and folding statistics is brieflydiscussed.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    ISSN: 1573-2932
    Keywords: NMHC ; winter averages ; background air ; Europe
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Energy, Environment Protection, Nuclear Power Engineering
    Notes: Abstract Within the EUROTRAC sub project TOR, an European network of advanced monitoring stations situated at representative sites is operated, starting in 1988. Within the EMEP Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe measurements of VOC started in August 1992. In this study the combined TOR-EMEP data base has been used. Sector analyses have been performed in order to distinguish between unpolluted and the polluted air masses at each site. The seasonal averages have been calculated for each sector and site, and the results are discussed. Data allocated to the unpolluted sectors represents the common European background, and in the winter similar NMHC concentrations are found at all sites north of 50°N. These sites cover the area from North Europe into the Arctic (79°N), and the small north-south gradient indicates that NMHC builds up in the northern troposphere in winter, probably due to an efficient meridional mixing and slow photochemical reactions.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Notes: Summary The orographic impact on cold fronts is investigated in the Loisach River Valley area by means of two events obtained during the German Front Experiment 1987. The discussion is focussed on the frontal passages in the Garmisch area traced from continuous recordings of three meteorological/ air-chemical stations at different heights, viz: valley floor (735m), wank peak station (1780m) and Zugspitze station (2964m); the analysis also includes some aerological data (pibal ascents at Farchant near Garmisch) and sensitive pressure data from temporary stations in the Bavarian “foreland”, respectively. In the case of the west-east (or parallel to the mountains) moving front A (October 8, 1987), with prefrontal foehn, the following features were observed: i) formation of large (up to 7hPa/100 km up-valley directed pressure gradients after the frontal passage in the foreland, ii) intrusion of cold air from the foreland into the valley (lasting for several hours, filling the whole valley and even traceable at crest height), iii) destruction of upper level foehn current during the “intrusion-phase”, iv) retardation of the front (progressing rapidly in the foreland but being retarded by the mountains located to the west). In the case of the high-reaching, southward (or perpendicular to the mountains) moving D-front (December 18/19, 1987), such striking orographic modifications were not observed. In that case the mountains located to the west obviously did not act as noticeable barrier and, therefore, the flow around and over the mountains prevented the for ation of large pressure gradients between the foreland and the valley (and an intrusion into the valley). In both events it was confirmed that trace gas measurements provide a very promising tool to localize atmospheric flows indirectly.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 4
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung An einer allseitig frei exponierten Bergstation in 1780 m NN werden seit 1982 die Aerosolpartikel auf Filtern gesammelt. Die Station (eine WMO-BAPMoN-Station mit erweitertem Programm) wird nicht durch lokale Aerosolquellen in irgendeiner Weise beeinflußt. Sie liegt in den kalten Jahreszeiten fast ausschließlich über der Konvektionsschicht (sehr oft oberhalb von Inversionen), so daß in diesen Fällen echte Background-Daten erfaßt werden. Mittels analytischer Verfahren werden an den exponierten Filtern alle chemischen Hauptkomponenten (von den Krustenelementen abgesehen auch die Kationen und Anionen sowohl anthropogenen als auch maritimen Ursprungs), sowie einige gewichtige Spurenelemente (insgesamt 15 Komponenten) bestimmt. Die Filter werden 1–4 Tage lang exponiert. Der Filterwechsel wird durch den jeweiligen Wetterzustand bzw. seiner Veränderung gesteuert, so daß eine gute Voraussetzung für eine Zuordnung der Meßwerte zu den meteorologischen Bedingungen gegeben ist. Zusätzlich werden alle meteorologischen Parameter, sowie die Intensität des Vertikalaustausches, Zahl der Aitken-Kerne, Konzentration der natürlichen Radioaktivität (RaB) und andere Größen bestimmt. In der vorliegenden Arbeit werden die Komponenten der chemischen Aerosolmatrix zum Verhalten der folgenden Parameter in Beziehung gesetzt und die Ergebnisse eingehend diskutiert: Abhängigkeit der Einzelkomponenten von: Gesamt-Aerosohnasse pro Volumen; Typ der Luftmasse und Darstellung von zwei Einzelfällen eines Ferntransportes von Krustenelementen (Quellgebiete: Sahara, Colorado); vertikaler Austauschkoeffizient; Konzentration der natürlichen Radioaktivität; Temperaturgradient zwischen Tal- und Bergstation; Temperatur an der Probennahmestelle; relative Feuchte; Niederschlagsintensität; Windrichtung; Auftreten von Nebel.
    Notes: Summary Aerosol particles have been separated by filter at a mountain station at 1780 m a.s.l. continuously since 1972. The station (a WMO-BAPMoN station with extended program) is freely exposed to all sides and in no way influenced by local aerosol sources. In the cold seasons it lies almost exclusively above the convection layer (very often over inversions) so that real background data can be acquired in these cases. By means of analytical methods the chemical components are determined on the exposed filters. This includes (apart from crust elements) also cations and anions from man-made and maritime sources as well as some important trace elements (in all, 15 components). Filters are exposed over 1–4 days. Filter exchange is determined by the respective weather situation with due regard to all changes so that the requirements for a reasonable correlation of the measured values with the meteorological conditions are met. Additionally, all meteorological parameters are determined, as well as intensity of the vertical exchange, number density of Aitken nuclei, concentration of natural radioactivity (RaB), and other variables. In the present paper the components of the aerosol chemical matrix are related to the behavior of the parameters below and the results are discussed in detail: Dependence of the individual components on total aerosol mass per volume, type of air mass; representation of two single cases of long-range transport of crust elements (source areas: Sahara, Colorado); vertical exchange coefficient, concentration of natural radioactivity, temperature gradient between valley and mountain station, temperature at the sampling site, relative humidity, precipitation rate, wind direction. occurrence of fog.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 5
    Electronic Resource
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 21 (1972), S. 127-132 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 6
    Electronic Resource
    Electronic Resource
    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 18 (1969), S. 87-110 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary The first swath of artificial radioactivity from the seventh Chinese nuclear explosion of December 24, 1967 was detected at the three mountain sites Zugspitze (2963 m), Wank (1780 m) and Garmisch-Partenkirchen (735 m). Unexpectedly the said swath arrived at the Zugspitze station on the seventh day after the test, and 12 hours later at the valley station. This implies that conditions for fallout transport and downward tropopause penetration must have been exceptionally favorable in the region surrounding our stations. A meteorological study uncovered the fact that the radioactive material had been moved from the explosion site by a relatively strong jet stream; it was also found that the fission products in question were carried downward into the troposphere by high-level subsidence in the eastern Atlantic Ocean during the period December 29, 1967, 12 hours to December 30, 00 hours (CET). Isentropic trajectories were computed leading backward from the Zugspitze peak from December 31 to 29, 1967; it was found that the airflow originated in the said subsidence region. Computations of potential vorticity revealed the stratospheric origin of the air mass marked by the fresh fallout.
    Abstract: Résumé Après la 7éme explosion thermo-nucléaire chinoise du 24 décembre 1967, les premiers signes avant-coureurs de radio-activité artificielle ont été enregistrés aux trois stations de la Zugspitze (2963 m d'altitude), de Wank (1780 m) et de Garmisch-Partenkirchen (735 m) avec une rapidité surprenante, à savoir: 7 jours seulement après l'explosion au niveau de la Zugspitze et 12 heures plus tard au fond de la vallée. Il en résulte que des conditions exceptionellement favorables au transport des pollutions et à leur passage de la stratosphère vers la troposphère ont dû régner à la fin de l'année 1967 dans le voisinage de nos stations d'observation. On a pu démontrer que les nuages de poussières radio-actives ont été évacuées de la région de l'explosion par un courant “jet” relativement violent. Les pollutions atmosphériques ont ensuite pénétré dans la troposphère grâce à des processus de subsidence régnant sur l'est de l'Atlantique entre le 29 décembre 1967 à 12h HEC et le 30 décembre 1967 à 00h HEC. On a calculé les trajectoires isentropiques partant de la Zugspitze en remontant dans le temps entre le 31 décembre et le 29 décembre 1967 et constaté qu'elles conduisent effectivement à la zone de subsidence décrite ci-dessus. Les valeurs calculées du mouvement tourbillonnaire potentiel confirment également que les masses d'air contaminées par des pollutions fraîches ont été d'origine stratosphérique.
    Notes: Zusammenfassung Nach der siebenten chinesischen Kernwaffenexplosion am 24. Dezember 1967 wurde die erste Schwade der künstlichen Luftradioaktivität an den drei Stationen Zugspitze (2963 m), Wank (1780 m), Garmisch-Partenkirchen (735 m) überraschend frühzeitig verzeichnet, nämlich im Zugspitzniveau schon am siebenten Tag nach der Explosion und 12 Stunden später auch im Talniveau. Daraus folgt, daß um die Jahreswende 1967/1968 sehr günstige Bedingungen für den Antransport des Fallout und für das Absinken von der Stratosphäre in die Troposphäre in der weiteren Umgebung unseres Stationsnetzes geherrscht haben mußten. Es konnte gezeigt werden, daß die radioaktive Wolke vom Raum der Explosion in einem relativ starken Jet-Stream transportiert wurde und daß dann die Kernspalt-produkte auf dem Wege über Absinkprozesse im Gebiet des Ostatlantik im Zeitraum 29. Dezember 1967 12 MEZ bis 30. Dezember 00 MEZ in troposphärische Schichten eingedrungen sind. Für die Zeit vom 29. bis 31. Dezember 1967 wurden die isentropischen Trajektorien von der Zugspitze aus zurückberechnet, und es wurde festgestellt, daß sie in das genannte Absinkgebiet führen. Auch die berechneten Werte der potentiellen Vorticity bestätigen, daß die mit dem frischen Fallout markierte Luftmasse stratosphärischen Ursprungs war.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 7
    Electronic Resource
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 20 (1971), S. 115-157 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden technische Einzelheiten von Telemetiesystemen beschrieben, welche gestatten, mittels Gondeln an Bergbahnen bis 3000 m routinemäßig Profile von Temperatur, Feuchte, Wind, Luftleitfähigkeit und Potentialgradient in Abhängigkeit vom Luftdruck als Höhenparameter zu registrieren. Aus den Profilen der Luftleitfähigkeit wird der vertikale Austauschkoeffizient als Funktion der Höhe (in kleinen Höhenintervallen) berechnet, wobei die Ionisationsstärke als Funktion der Höhe, die registrierten Konzentrationen von Aitkenkernen und die Koagulationsrate berücksichtigt werden. Anhand von Beispielen wird die Leistungsfähigkeit der Methode dargelegt: Steuerung des vertikalen Aerosolaustausches durch in verschiedenen Höhen gelegene einfache und mehrfache Inversionen, wobei deren Feinstruktur mit der Feinstruktur der Höhenabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in Beziehung gebracht wird; Struktur der Austauschobergrenze in bezug zum Aerosoltransport. Die Meßdaten werden nach verschiedenen Gesichtspunkten statistisch ausgewertet.
    Notes: Summary Described are technical details of telemetry systems which permit, by means of cable cars, to record in a routine manner, up to 3000 m a. s. l., the profiles of temperature, humidity, wind, air conductivity, and potential gradient, against pressure as a parameter of altitude. From the profiles of air conductivity the vertical mass exchange coefficient is calculated as a function of altitude (in small incremental intervals). The following factors enter into the computation: the ion production rate as a function of altitude, the concentration of Aitken nuclei, and the coagulation rate in the Aitken nuclei particle size range, as recorded at our stations. Examples demonstrate the effectiveness of the method: control of the vertical aerosol exchange through several single and multiple temperature layers situated at various altitudes, their fine structure being related to the fine structure of the altitude dependence of the exchange coefficient; structure of the upper boundary of the exchange layer in relation to aerosol transport and aerological structure; action of wind shear upon aerosol transport. The measured data are statistically evaluated from various aspects.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 8
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Die Arbeit befaßt sich mit langzeitlichen Untersuchungen über den Luftmassenaustausch zwischen Stratosphäre und Troposphäre. Auf der Zugspitze, in 2964 m NN, werden seit November 1969 über jeweils 24 Stunden Membranfilter mit 2000 Kubikmeter Luft exponiert. Die durch kosmische Strahlung in der Stratosphäre erzeugten Radionuklide P 32 und Be 7 sowie die Schwermetalle des Fallout werden chemisch-quantitativ in der Filtermasse bestimmt. Die Konzentration wird mittels Beta-bzw. Gammaspektrometrie gemessen. Die täglichen Schwankungen der Konzentration der erfaßten Radionuklide steht im engen Zusammenhang mit den meteorologischen Bedingungen in der unteren Stratosphäre, im Tropopausenniveau und in der Troposphäre. Eingehende Analysen des Datengutes erlauben die Feststellung der Austauschprozesse zwischen Stratosphäre und Troposphäre und der Transportwege in der Troposphäre. Grundlage bildet die Berechnung isentropischer Trajektorien. Sie stützt sich auf die Radiosonden-aufstiege, welche täglich zweimal im Gebiet Atlantischer Ozean und Europa durchgeführt werden. An einem ausgewählten Beispiel wird die angewandte Methodik im Detail vorgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß eine gute Übereinstimmung mit den bisherigen Vorstellungen über den stratosphärisch-troposphärischen Austausch besteht. 24stündliche Messungen über sehr lange Zeit bieten jedoch die Grundlage, um die maßgebenden meteorologischen Prozesse auch in ihren zeitlichen Details noch besser als bisher zu verstehen. Das Ziel der weiteren Arbeiten ist deshalb auf die Feinstruktur des stratosphärisch-troposphärischen Austausches gerichtet.
    Notes: Summary The paper outlines a procedure permitting continuous detailed study of the air mass exchange between stratosphere and troposphere. At the Zugspitze peak (2964 m a. s. l.), since 10. 11. 1969, daily aerosol samples from 2000 m3 each have been accumulated on membrane filters, over a period of 24 hours in each case. From these the radionuclides P 32 and Be 7 and some fallout elements predominantly originating from the stratosphere are chemically separated. Their concentration is determined by beta or gamma spectrometry. By comparing the variation of these values with time, against the development of the weather at tropopause level and inside the troposphere, it is possible, with the aid of coarse analysis, to draw conclusions as to the exchange processes between stratosphere and troposphere as well as the trajectories of the radioactive matter. Detailed results are obtained by means of isentropic trajectory analysis. The latter is based upon the radiosonde ascents of the area of the Atlantic Ocean and Europe. Performance of this fine analysis is demonstrated by an example. The results of our investigations are in good agreement with the results of other authors. The continuity of our daily measurements as well as the employment of computers permit the quantitative determination and continuous observation of the air mass exchange between stratosphere and troposphere and the fine structure of the stratospheric-tropospheric exchange mechanism.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 9
    Electronic Resource
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 26 (1977), S. 179-186 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Stündliche Ozonkonzentrationswerte vom Zugspitzobservatorium des Institutes für Atmosphärische Umweltforschung, Garmisch-Partenkirchen, Bundesrepublik Deutschland, zeigten, daß bei einer günstigen Überlagerung von stratosphärischen und troposphärischen Strömungsfeldern die in den USA vorgeschriebene, einstündige Maximalkonzentration von 80 ppb unter Umständen um mehr als einen Faktor 2 in der unteren Troposphäre überschritten werden kann. Eine weitere Verdünnung dieser Konzentrationen kann durch die Mischungsprozesse in der planetaren Grenzschicht erwartet werden.
    Notes: Summary Using hourly ozone concentration data from Zugspitze Observatory, of the Institute for Atmospheric Environmental Research, Garmisch-Partenkirchen, Germany, it is shown that under a propitious superposition of stratospheric and tropospheric flow patterns U.S. Federal maximum ozone standards of 80 ppb can occasionally be exceeded by a factor of two or more in the lower troposphere. Further dilution of these concentrations has to be expected by mixing processes in the planetary boundary layer.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 10
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden die Strahlungsgrößen des solaren Spektralbereiches im Gebirge (Bayerische Alpen) an drei benachbarten, höhengestaffelten Stationen in 740, 1780 und 2964 m NN untersucht. Zusätzlich zur Globalstrahlung werden die diffuse Himmelsstrahlung und die UV-Strahlung im Bereich von 310 nm bis 340 nm registriert. Die Strahlung auf einen sphärischen Körper wird mit Bellani-Pyranometem erfaßt. Neben der Darstellung von Häufigkeitsverteilungen und Tages- und Jahresgängen unter mittleren Verhältnissen und an schönen Tagen wurde auf den Zusammenhang zwischen den einzelnen Strahlungsarten und die Abhängigkeit von der Höhe über dem Meeresspiegel besonderer Wert gelegt. Der Einfluß atmosphärischer Parameter auf die Strahlung wird abschließend untersucht.
    Notes: Summary Radiation values of the solar spectral range are studied in the mountains (Bavarian Alps) at three neighboring, vertically graduated stations at 740, 1780, and 2964 m a.s.l. Additional to the global radiation, the diffuse radiation from sky and UV-radiation in the range from 310 to 340 nm are recorded. Radiation on a spherical body is measured with Bellani-type pyranometers. Besides the presentation of frequency distributions and daily and annual variations under mean conditions and on clear days, special emphasis was laid on the coherence between the different kinds of radiation and on their dependence from the height above sea level. Finally, the influence of atmospheric parameters is investigated.
    Type of Medium: Electronic Resource
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