Objectives. Improve our understanding of aerosol-climate and ozone-climate interactions by:

Like dokumenter
Welcome to GEF2210. Course content

UNIVERSITETET I OSLO

Ozon og partikler er viktige for klimaet

EKSTREMVÆR I NORGE HVA KAN VI VENTE OSS? Asgeir Sorteberg

Direkte og indirekte klimaeffekter av ozonnedbrytende stoffer

Hvilke utfordringer vil RVR tjenesten møte i et 50+ års perspektiv?

Klimasystemet og klimaendringer. Resultater i NORKLIMA Spesialrådgiver Jostein K. Sundet

Global oppvarming følger for vær og klima. Sigbjørn Grønås, Geofysisk institutt, UiB

UNIVERSITETET I OSLO

Klimautfordringen globalt og lokalt

Hva gjør klimaendringene med kloden?

Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka)

Partikkelforurensning avkjøler i nord, og forskyver regnklimaet i Tropene

Å modellere fremtidens klima

Chapter 2. The global energy balance

Klima på nordlige bredder - variasjoner, trender og årsaksforhold. Sigbjørn Grønås, Geofysisk institutt, UiB

Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka)

IPCC, From emissions to climate change

Norges vassdrags- og energidirektorat

Førebuing/Forberedelse

Hvordan blir klimaet framover?

Solaktivitet og klimaendringer. Sigbjørn Grønås Geofysisk institutt, UiB

Luft og luftforurensning

Kan vi stole på klimamodellenes profetier for Arktis?

FYS1010-eksamen Løsningsforslag

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Isvarsling i arktis. Frode Dinessen Istjenesten Meteorologisk Institut

Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research - ALOMAR. v/ Barbara Lahnor, prosjektingeniør ALOMAR barbara@rocketrange.

Repetisjonsforelsening GEF2200

Karbonbudsjetter og klimamål. Bjørn H. Samset Forskningsleder, CICERO Senter for klimaforskning

70 år med norske studier av det arktiske ozonlaget og UVstrålingen

Gruppe 5: Klimamodellering og analyse. Nils Gunnar Kvamstø David B. Stephenson

Klimamanipulering blir det redningen? Jón Egill Kristjánsson Institutt for Geofag, UiO

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Strålingspådriv, klimasensitivitet og strålingsubalanse En vurdering av jordas klimasituasjon

Klimautfordringen globalt og lokalt

a. Hvordan endrer trykket seg med høyden i atmosfæren SVAR: Trykket avtar tilnærmet eksponentialt med høyden etter formelen:

Klimamanipulering. Storskala påvirkning av klimasystemet for å begrense global oppvarming.

Klimaendringer og konsekvenser for småkraftverk Blir det mer eller mindre behov for magasiner?

Climate of Norway and the Arctic in the 21 st Century

UNIVERSITETET I OSLO

Hva ser klimaforskerne i krystallkulen i et 20 års perspektiv?

Populærvitenskaplig beskrivelse av forskningsprosjektet EarthClim med hovedvekt på den norske jordsystemmodellen NorESM

Norsk klimapolitikk i et glasshus? Klimautfordringa og transportsektoren Pål Prestrud, Direktør CICERO Senter for klimaforskning

Klimatilpasning tenke globalt og handle lokalt

Kan klima bli næring?

Luftfart og klima En oppdatert oversikt over status for forskning på klimaeffekter av utslipp fra fly

CO 2 og karbonbudsjettet. Betydning for klima og klimaendringer

Mer variabelt vær om 50 år Mer viten om usikkerheter

Klimaendringer i polare områder

Karbonholdige partikler Naturlige eller menneskeskapte?

Klimaendringer i Norge og nasjonalt klimatilpasningsarbeid

det ha for Breim og folket som bur her? Olav M. Kvalheim

UNIVERSITETET I OSLO

Hva står vi overfor?

CO 2 og karbonbudsjettet. Betydning for klima og klimaendringer

Hva skjer med klimaet sett fra et naturvitenskaplig ståsted?

Dyrking av tare i IMTA

SCAM simuleringer av aerosolers effekt på skydråper - sammenligning med MODIS. Masteroppgave i geofag; meteorologi og oseanografi.

Jordsystemmodellering muligheter og usikkerheter

1,5 grader eller 2 grader spelar det noko rolle?

UNIVERSITETET I OSLO

Utviklingsland møter Europas tidligere miljøproblemer

Oppgaven består av 4 oppgaver med 3 til 5 deloppgaver. Alle deloppgaver teller like mye.

Klimaendringer og klimarisiko. Borgar Aamaas For Naturviterne 10. november 2016

Kapittel 1 Jordas atmosfære

7.8 Globalt oppvarmingspotensial (GWP) og globalt temperaturendringspotensial (GTP)

Meteorologisk institutt

UNIVERSITETET I OSLO

Klimaeffekt av norske utslipp av kortlevde klimadrivere

Klima i endring. Hva skjer og hvorfor? Hvor alvorlig er situasjonen?

a. Tegn en skisse over temperaturfordelingen med høyden i atmosfæren.

Sot og klimaendringer i Arktis

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Havets rolle i klimasystemet, og framtidig klimautvikling

Atmosfærisk tilførsel av næringsstoffer til norske skogområder

GRØTNESET SIKTMÅLINGER 2009/2010

Aerosols Why are we interested in them?

Reisevanenes globale oppvarmingspotensial. Borgar Aamaas & Marianne T. Lund CICERO 17/06/2014

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 3

NILUs feltstasjoner for korrosjon Miljø- og korrosjonsmålinger Datarapport. Rapport 920/2004

Lokale og regionale klimascenarier for Norge

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Mål for Arven etter Nansen: forbereder framtiden i Arktis gjennom

Kartlegging av lokal luftforurensning. Dag Tønnesen

Strålingsintensitet: Retningsbestemt Energifluks i form av stråling. Benevning: Wm -2 sr - 1 nm -1

Skogen, bioenergi og CO 2 -balansen. Fra skog til bioenergi Bodø november Jon Olav Brunvatne Seniorrådgiver

DANNELSE AV OZON Vha en katalysator M reagerer atomært oksygen med et oksygenmolekyl og danner ozon: O + O + M O + M

Forskningsprogram om klima- og ozonspørsmål

Model Description. Portfolio Performance

REPORT 2016:05. Luftfart og klima - En oppdatert oversikt over status for forskning på klimaeffekter av utslipp fra fly

Alle snakker om været. Klimautvikling til i dag og hva kan vi vente oss i fremtiden

Klimaprediktabilitet på skala fra 0 til 100 år

Hvorfor gjør vi som vi gjør? Dag O. Hessen University of Oslo, Dept. Biology Center of Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES)

ISO 41001:2018 «Den nye læreboka for FM» Pro-FM. Norsk tittel: Fasilitetsstyring (FM) - Ledelsessystemer - Krav og brukerveiledning

Klimaendringenes betydning for snølast og våt vinternedbør

Klimavariasjoner og -endring

Framtidige klimaendringer

UNIVERSITETET I OSLO

Varmere våtere villere. Hva skjer med klimaet og hva er konsekvensene? Helge Drange

Transkript:

Aerosols, Ozone and Climate Objectives Improve our understanding of aerosol-climate and ozone-climate interactions by: developing and applying global models in combination with analysis of data studying processes of importance for the interaction providing improved parameterisations for climate models.

Aerosols, Ozone and Climate Organization of activities Module 1: Understanding the direct aerosol effect (PI Gunnar Myhre, UiO) Module 2: Aerosol-climate interactions in climate models (PI Trond Iversen, UiO) Module 3: Observations and analysis of stratospheric ozone, water vapour and other trace gases (PI Yvan Orsolini, NILU) Module 4: Ozone-climate interactions (PI Frode Stordal, UiO)

Aerosol optisk dybde Model 4 set av satellitt data -MODIS ny versjon collection 5 -MODIS tidligere versjon collection 4 -MODIS både på Terra og Aqua satellitt -MISR (Terra)

Jan, Feb, Mar, Apr Aug, Sep, Oct, Nov Model

AeroCom, Schulz et al., 2006 Bellouin et al. 2005 Chung et al., 2005 Hvorfor så forskjellige resultater? Aerosol fordeling og kjemisk komposisjon varierer svært Aerosol absorpsjon Vertikal fordeling UIO_CTM Drevet med meteorologiske data for 2004 hvor det er mye data å sammenligne med Horisontal oppløsning på 1x1 grad Inkluderer sjø salt, mineral støv, sulfat, organisk karbon (fra primær og sekundær danning), sot og nitrat

CAM-Oslo Aerosol-prosesser Komponenter I CAM-Oslo Sjøsalt (SS), Jordstøv (DU), DMS-SO2-Sulfat, Svart Sot (BC), Primære og sekundære Organiske partikler (OM) Utslipp: For preindustriell og dagens: AeroCom Framtidg: IPCC TAR Kjemi / fysikk: Oksidasjon of DMS og SO2 i luft og i skyvann Nukleasjon av nye partikler, deposisjon på gamle partikler, koagulasjon mellom partikler Svelling ved opptak av fuktighet Meteorologi on-line : Alle prosesser transport kjemi avsetning - er beregnes sm en del av klimamodellen Vekselvirkning med stråling (direkte effekt) Spredning og absorpsjon av solstråling (Mie-beregninger) Full strålingsberegning med modellens skjema Vekselvirkning med skyer og nedbør (indirekte effekt) Aktivering av kondensasjonskjerner ved overmetning (nye skydråper) Egen beregning av dråpekonsentrasjon I skyer Beregning av nedbørdannelse i varme skyer Under utvikling: ispartikler I skyer

Total-søyler (mass per m 2 ) SO2 SO4 Støv BC OM SS

Sensitiviteter: endret strålingspådriv av skyer (W/m 2 ): Dagens i forhold til preindustrielt E1: standard CAM-Oslo E2: utslipp SO4 som gass + -1.09-1.04 E3: utslipp sjøsalt bare grov E4: 0.1% sjøsalt fin - - - - -1.25-1.01

CAM-Oslo GCM Beregningene av SO 4, BC, OM, sjøsalt og jordstøv i CAM-Oslo sammenlikner bra med observasjoner og satellitt-data (in-situ, aeronet, MODIS) samt med mange andre modeller av samme art Noe underestimat av sulfat og sot i Arktis om vinteren Men: det mangelfull observasjonsdekning, særlig i fri troposfære Mangler ennå potensielt viktige komponenter: nitrat, biologiske partikler Strålingspådriv av SO 4, BC & OC (nå i forhold til preindustriell), CAM-Oslo: direkte(toa) = 0.04 W/m 2, direkte(bakken) = -1.12 W/m 2 Indirekte(TOA) = - 1.10 W/m 2 (NB: kun radius effekt) Våre resultater gir stort indirekte pådriv. Antagelig er preindustrielt dråpetall underestimert. Mer realistisk beregning av dråpetall gir mindre indirekte pådriv ( Storelvmo et al.) Det som her er utviklet er brukt i scenario-beregninger i RegClim.

SUMMERTIME LOW O 3 EPISODE OVER SCANDINAVIA DURING THE EUROPEAN HEAT WAVE OF AUGUST 2003 TOMS at OSLO and KIRUNA MIPAS : ~25km LOE Summer low-ozone episodes are transient decreases in ozone column at high and mid latitudes, analogous to winter ozone mini-holes. They occur in conjonction with : high-tropopause, anticyclonic conditions in the troposphere the pool of low-ozone Arctic air in the stratosphere being displaced off the pole, and aloft of the anticyclone

Antarctic polar vortex in austral spring 2002 Use of MIPAS satellite observations of water vapour to diagnose the exceptional split and break-up of the Antarctic polar vortex in austral spring 2002 Orsolini, Y., C. Randall, G.L. Manney, D. Allen J. Atm Sci. Special issue (2005) Modelert vs observert split av ozonhullet 24 Sept. 2000 (UiO)

Ozonnedbryting i Arktis Sammenlikning av observert (NILU Tromsø) og modellert (Oslo CTM2) total ozonkolonne over Andøya vinteren 2004/2005 Redusert stratosfæreozon i 2005 0g 2001

Stratosfærisk vanndamp fra metan oksidasjon: Økt betydning av metan Vanndamp endring (ppmv) siden 1750 Økt metan oksidasjon gir en nær 50% økning i vanndampen over 30 km Strålingspådriv nær 0.1 Wm -2 siden 1750 og 0.05 Wm -2 siden 1950. Nyere estimat 3-4 ganger høyere enn i IPCC TAR Myhre, Nilsen, Gulstad, Shine, Rognerud, Isaksen, GRL, 2007

WACCM The Whole-Atmosphere Community Climate Model (WACCM) Koplet fysikk, kjemi og dynamikk fra bakken til 150 km Utviklet ved NCAR Vertikal oppløsning: 66 lag, trop. og strat. 1.25km Horisontal oppløsning 2x2.5 deg, 4x5 deg, 10x15 deg Kjemi: 50 komp, 93 gass, 17 het, 41 fotolyse-reaksjoner Kjørt for 1970 og 2000 med havtemperaturer, drivhusgasser og ozonreduserende stoffer (KFK) Horisontal oppløsning 2x2.5 deg

Endring i total O 3 (%) fra 1970 til 2000

Atmosfærens båndopptager Tropisk H 2 O, år 2000 Sesongvariasjon i tropopausetemperatur Brewer-Dobson-sirkulasjon 10 WACCM H2O [ppmv] 4.5 10 HALOE H2O [ppmv] 4.5 4 4 log(pressure) [hpa] 50 3.5 3 2.5 50 3.5 3 2.5 2 2 100 1.5 Jan Jul Dec 100 1.5 Jan Jul Dec HALOE data from K. Roselof

Koplet klima/kjemi beregninger i CAM2 Endringer i NOx fra lyn Effekten av økte utslipp av forurensning på ozon (SRES A2) Effekten av NOx fra lyn på ozondannelsen i August 2000 (venstre) og August 2100 (høyre) i %.

Arctic Climate Change and Variability Connected to the Stratosphere (ARCTIC_LIS) NORKLIMA POLAR FORSKNING (2007-2011) Yvan J. Orsolini (NILU) (Co-ordinator), Ivar Isaksen, Frode Stordal (UiO) Internationale samarbeidspartnere: Cora Randall (University of Colorado, Boulder) Rolando Garcia (NCAR, Boulder) Varavut Limpasuvan (Coastal Carolina University) Sergei Smyshlyaev (RSHU, St-Petersburg) Objectives Investigate the impact of climate change on stratospheric ozone chemistry and transport, esp. upon the ozone recovery, using a comprehensive, stratospheric chemistry model Analyse the feedbacks of stratospheric ozone changes onto the climate of the northern high latitudes Examine the role of solar-terrestrial coupling from energetic particle precipitation (EPP) on the stratospheric ozone and nitrogen chemistry and budget, and the role of very-short-lived bromine compounds on polar ozone depletion WACCM

Bidrag fra AerOzClim IPCC: Aerosol effekter gjennom Aerocom WMO/UNEP Ozone Assessment: Sammenlikning modell/observasjoner/beregninger av fremtidig ozonendringer Pågående EU prosjekter klima/kjemi beregninger: SCOUT-O3, ENSEMBLES, QUANTIFY, ACCENT Nye EU prosjekter: EUCAARI Partikkel/kjemi kopling EUROHYDRO - Stratosfærekjemi

Bidrag til 2006 WMO/UNEP ozone assessment: The Ozone Layer in the 21st Century