Vertical ozone distribution from Umkehr observations

Summary

Vertical ozone distributions have been computed from Umkehr observations for more than 30 cases on a digital electronic computor using first and second order terms of a series expansion in the ozone content of nine atmospheric layers. The method has been checked by recomputing some Umkehr curves from the calculated vertical distribution. The influence of correcting terms for higher order scattering proposed byRamanathan on the results obtained by this method is discussed. Attention must further be given to errors in the computed vertical distribution which can arise from ozone changes within the time of observation.

While variations with season of the ozone content at heights above 25 km are relatively small and in good agreement with the photochemical theory the differences between spring and fall are very large below 20 km. They are without any doubt produced by air currents (i. e. general circulation).

Zusammenfassung

Für mehr als 30 Einzelfälle wurde die vertikale Ozonverteilung aus Umkehrbeobachtungen (Zenitstreulicht) mit Hilfe einer digitalen elektronischen Rechenmaschine berechnet, wobei Glieder erster und zweiter Ordnung einer Reihenentwicklung nach dem Ozongehalt der neun Schichten, in welche die Atmosphäre aufgeteilt wird, verwendet wurden. Die Methode wurde geprüft, indem Umkehrkurven aus den so bestimmten vertikalen Ozonverteilungen rückwärts berechnet wurden. Ferner wurde untersucht, wie sich die vonRamanathan zur Berücksichtigung der Mehrfachstreuung eingeführten Korrekturen auf die Resultate dieser Auswertung auswirken. Spezielle Aufmerksamkeit verlangen die Fehler, die in der berechneten Ozonverteilung entstehen können, wenn sich der Ozongehalt während der zur Aufnahme einer Umkehrkurve nötigen Beobachtungszeit ändert.

Während die Schwankungen des Ozongehaltes mit der Jahreszeit in Höhen oberhalb 25 km relativ klein sind und in guter Übereinstimmung mit der photochemischen Theorie stehen, findet man unterhalb von 20 km sehr große Änderungen vom Frühjahr zum Herbst, die ohne Zweifel durch die Einwirkung von Strömungen, somit durch die allgemeine Zirkulation, bedingt sind.

Résumé

On a calculé pour plus de trente cas particuliers la répartition verticale de l'ozone à partir de l'effet deGötz se rapportant au rayonnement zénithal diffus, en décomposant l'atmosphère en neuf couches et en ne retenant que les termes du 1^er et du 2^e degré d'un développement en série. Les resultats furent contrôlés par un calcul inverse à partir des répartitions ainsi obtenues. On a en outre étudié l'effet des corrections de dispersion multiple deRamanathan. Il faut particulièrement prendre garde aux erreurs naissant du fait que la teneur en ozone peut varier au cours d'une observation.

Si les variations en teneur d'ozone au cours de l'année au-delà de 25 km. sont relativement faibles et s'accordent avec la théorie photochimique, au-dessous de 20 km. par contre on observe entre le printemps et l'automne de grandes différences dues sans doute a l'action de courants et de la circulation atmosphérique générale.