Zusammenfassung
Aus den bei Ballonaufstiegen, bei Mondfinsternissen und durch den Umkehreffekt gemessenen Ozonverteilungen werden für verschiedene geographische Breiten gemittelte Ozonverteilungen abgeleitet und mit den theoretisch photochemisch berechneten Verteilungen verglichen, wodurch der Spielraum der letzten erheblich eingeengt wird. — Die Diskrepanz zwischen der berechneten und der gemessenen Ozonverteilung unterhalb des Ozonmaximums in 23 km Höhe lässt auf eine bedeutende Wirkung des Massenaustausches in der Troposphäre und in der unteren Stratosphäre schliessen, der nach den Aequator hin stark zunimmt. — In mittleren und höheren Breiten tritt — vornehmlich im Frühjahr — ein zweites tieferes Ozonmaximum in 16 km Höhe auf, das photochemisch nicht zu erklären ist, sondern advektiv, durch aus polaren Breiten herzugeführtes Ozon bedingt wird.
Summary
The mean ozone distribution for various geographical latitudes is derived from ozone distributions measured by means of balloon ascents, eclipses of the moon and the «Umkehreffekt» and compared with the theoretically calculated photochemical distributions, whereby the full scope of the latter is considerably limited. —The discrepancy between the calculated and the measured ozone distribution below the ozone maximum at 23 km altitude is a sign of a considerable effect of mass exchange in the troposphere and lower stratosphere which increases towards the equator. In the mean and higher latitudes we find — especially in spring — a second lower ozone maximum at 16 km altitude which cannot be explained photochemically but is probably due to advection, to ozone transported down from polar latitudes.
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Schrifttum
H. K. Paetzold, Geofisica pura e appl., 24, 71 (1953).
H. K. Paetzold, Ber. Deutsch. Wetterdienst US-Zone, Nr. 38, 292 (1952).
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H. K. Paetzold, Z. Naturforschg. 50, 661 (1950); 6a, 639 (1951); 7a, 325 (1952).
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E. Regener, J. Atmosph. Terr. Phys., 2, 173 (1952).
E. Tonsberg & K. L. Olsen, Geofys. Publ., 13, Nr. 12 (1944).
F. W. Götz, Ergebn. Kosmischer Physik, Bd. 3, 253, Leipzig (1938).
Vgl. z.B. F. W. P. Götz, Ber. deutsch. Wetterdienst US-Zone, Nr. 11, 7 (1949).
Der Verlauf des Kurvenastes (1a) wurde entweder aus Ozonverteilungen, die nur das reine Maximum zeigten, oder bei denen beide Maximen so deutlich getrennt waren (Vgl. Abb. 6), dass eine genügend genaue Extrapolation möglich war, bestimmt.
J. A. V. Allen &J. J. Hopfilld, Memoires Soc. Roy. Scien. d. Liège. 4 Ser., XII, 179 (1952).
Da die betreffenden Messungen bei ca. 10° Sonnenhöhe erfolgten, würde eine genauere Berücksichtigung derselben die Diskrepanz zwischen der beobachteten Verteilung und der berechneten Verteilung III noch etwas vergrössern.
Weitere Ozonmessungen vonF. S. Johnson u. a. [Geoph. Res. 57, 157 (1952)] zeigen denselben Verlauf wie Kurve 1, Abb. 4 nur mit einer weiteren Welle bei etwa 50 km Höhe.
Vgl.R. Penndorf, Ann. Meteorolog. 3, 241 (1950).
E. Regener, Meteorol. Z. 60, 253 (1943).
Auch andere Ursachen der Ozonbildung, wie Ultrastrahlung und Spitzenentladung sind zu geringfügig, wie eine nähere Abschätzung zeigt.
Dass dieser Schluss berechtigt ist, geht auch daraus hervor, dass Ozonverteilungen, die sich unter z.T. ganz unplausiblen Annahmen etwa über die Druckabhängigkeit der Quantenausbeute oder der Temperaturabhängigkeit der Reaktionskonstanten ergeben, unterhalb von dem Ozonmaximum immer zwischen den Kurven I und III verlaufen, falls dies auch oberhalb des Maximums der Fall ist. Es kommt eben vorerst mehr auf die Kombination der einzelnen Annahmen an, wie schon in (I) betont wurde.
Vielmehr ist aus dem genaueren Ozonwert von 0.16 bis 0.18 cm O3 am Aequator zu schliessen, dass die Wirkung des Austausches etwas stärker zunimmt als die photochemische Bildung des Ozons.
Noch unveröffentlicht.
Moser, Ber. dtsch. Wetterdienst US-Zone Nr. 11, 28 (1949).
Die meteorologisch wichtige Tatsache, dass das Ozon in diesem Höhenbereich einen so beständigen Bestandteil der Atmosphäre darstellt, wird durch die sehr langen Einstellzeiten des photochemischen Gleichgewichts bedingt, die in 15 km Höhe nach (I), Abb. 5 rund 3 Jahre beträgt.
E. Schröer Ber. Dtsch. Wetterdienst US-Zone, Nr. 11, p. 12 (1949).
F. W. P. Götz,Compendium of Meteorology, S. 275, Boston, 1950.
So führtDütsch (3), der allerdings das advektive polare Ozon noch nicht berücksichtigt hat, eine hypothetische Meriodional strömung ein, die in höheren Breiten in Sommer eine aufsteigend, im Winter eine absteigende Strömung bewirken soll. Die hier dargestellten Beobachtungen lassen eine solche Meridionalströmung merklicher Stärke nicht erkennen, ohne aber als Gegenheweis dienen zu können.
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Paetzold, HK. Versuch einer Analyse der gemittelten vertikalen Ozonverteilung in verschiedenen geographischen Breiten. Geofisica Pura e Applicata 24, 83–94 (1953). https://doi.org/10.1007/BF01996052
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01996052