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Abstract (German)

Durch den Eintrag antropogener infrarotaktiver Gase und der Ausdünnung der stratosphärischen Ozonschicht ändern sich die Schichtungsverhältnisse und die Dynamik der Atmosphäre. Die Zunahme schwerer Stärme oder Unwetter im Allgemeinen weisen bereits darauf hin.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Dynamik der Atmosphäre hinsichtlich möglicher Änderungen anhand dreier unterschiedlicher Datenkollektive untersucht.

Als ein Indikator für strukturelle Änderungen in der Atmosphäre kann sich die Tropopause eignen, weil ihre Lage durch einen Temperaturgradientenwechsel definiert ist und sie die beiden atmosphürischen Teilbereiche Troposphüre und Stratosphüre voneinander trennt.

Als ein weiterer wichtiger Indikator dient die Tropopausentemperatur. Mögliche Änderungen in der Dynamik sollten mit Temperaturänderungen in der Atmosphäre einhergehen. Der positive Temperaturgradient der Stratosphäre ist das wesentlichste Stabilitätskriterium weil hierdurch thermische Turbulenzen vermieden werden.

Außerdem wurde im Rahmen dieser Arbeit die Bodenluftkonzentration des natürlichen Radionuklids 7Be untersucht. Beryllium-7 entsteht in der hohen Atmosphäre durch Spallation. Weil der Austausch stratosphärischer Luft in die Troposphäre nicht kontinuierlich verläuft, sondern in zeitlich fest definierten Schüben und die Konzentration in der Stratosphäre um bis zu drei Größenordnungen über derjenigen der Troposphäre liegt, ist das Radionuklid ein geeigneter Tracer zur Untersuchung des atmosphärischen Austauschverhaltens.

Insgesamt wurde an sieben Stationen die Höhenlage der Tropopause untersucht, bis in eine maximale Höhe von 20 Kilometern an vier weiteren Stationen die Änderung der Atmosphärentemperatur und an vierzehn Stationen die Bodenluftkonzentration von Be7 unter Berücksichtigung des Einflusses des Sonnenfleckenzyklus.

Zur Untersuchung der Berylliumkonzentration in Wuppertal wurde durch das Fachgebiet eigens eine Sammelstation für atmosphärische Aerosole eingerichtet und die Proben über einen Zeitraum von zwei Jahren gammaspektrometrisch ausgewertet.

Alle untersuchten Daten weisen auf eine eindeutige Änderung des atmosphärischen Austauschverhaltens hin.

Abstract (English)

The relation of the stratification and the dynamics are changing because of influence of anthropogenic infrared active gases and the dilution of the stratospheric ozone layer. Generally this is indicated by the increase of severe storms and other harmful weather anomalies.

In this present work, the dynamic of the atmosphere in relation to possible changes was examined on the basis of three different samples of data.

The tropopause is suitable s an indicator of the structural changes in the atmosphere, because its position is defined through a change in the temperature gradient. Also the tropopause divides the two atmospheric parts, the troposphere and the stratosphere, from each other.

The temperature of the tropopause is used as another crucial indicator. Possible changes in the dynamics should be accompanied by changes of the atmospheric temperature. The positive Temperature gradient of the stratosphere is a crucial criterion for the stability, because thereby thermal turbulences are avoided.

In this work the surface concentration of the natural radionuclide Be7 was examined. Beryllium- 7 originates in the high atmosphere by spallation. This radionuclide is a suitable tracer for the examination of atmospheric exchange, because the exchange of stratospheric air in the troposphere is not continuous but is determined by rigid determined intervals and concentration in the atmosphere, which are up to three magnitudes higher then these of the troposphere.

The height of the tropopause was measured at seven sampling points, up to a height of maximal 20 kilometres. At four sampling points the change of the atmospheric temperature was recorded and on fourteen sampling points the surface concentration of Be7 was measured with respect to the influence of the sunspotactivity.

A sample station for atmospheric aerosols was established in Wuppertal in order to observe the Beryllium concentration for a duration of two years. The samples were mesured by using gamma spectrography.

All data indicating an indisputable change at the atmospheric exchange.

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