Beschrijving van het RIVM 2-dimensionaal stratosfeermodel

Het model, afkomstig van de Universiteit van Cambridge in Engeland, geeft een 2-dimensionale representatie van de atmosfeer van de noord- tot en met de zuidpool en van 0 tot 60 km hoogte. De drie hoofdcomponenten van het model simuleren de volgende processen in de atmosfeer: dynamica, chemie en straling. Deze drie processen hebben een sterke interactie in het model waardoor allerlei terugkoppelingseffecten kunnen worden bestudeerd.

De hier beschreven versie van het model maakt gebruik van van tevoren berekende transport velden. Het model beschrijft naast de ozon-, methaan-, stikstof-, chloor- en broomcycli ook het gedrag van antropogene stoffen als bijvoorbeeld de CFK's. Uit de simulaties met het model wordt geconcludeerd dat de grootschalige transportverschijnselen (de Hadley-cellen, de troposfeer-stratosfeer uitwisseling en de Brewer-Dobson-circulatie) in de troposfeer en stratosfeer goed worden gerepresenteerd, evenals de chemische reacties. Waarschijnlijk door een combinatie van factoren wordt het transport in de troposfeer tussen het noordelijk en het zuidelijk halfrond licht onderschat in het model.

Het belang van het transport in de stratosfeer blijkt duidelijk uit box-chemie berekeningen. Stratosferisch ozon wordt voornamelijk geproduceerd boven de tropen waarna het naar hogere breedtegraden wordt getransporteerd door de grootschalige Brewer-Dobson-circulatie in de stratosfeer. Hierdoor worden maxima gevonden in de ozonkolom in het voorjaar op gematigde breedten en minima bij de tropen. De overeenstemming tussen gemodelleerde ozonkolommen en satellietmetingen van het TOMS-instrument is goed. De kleine verschillen zijn karakteristiek voor bijna alle stratosfeermodellen. De hydroxyl concentratie in de troposfeer is van groot belang voor de afbraak van veel stoffen (bijv. methaan, koolstofmonoxide, HCFK's, HFK's).

Door het vergelijken van scenarioberekeningen van methylchloroform met waargenomen concentraties in de atmosfeer is de afbraak van methylchloroform bestudeerd evenals de hydroxyl concentratie in de troposfeer. Gebleken is dat de totale afbraak van methylchloroform door het hydroxyl in de troposfeer goed met metingen overeenkomt, hetgeen een indicatie is dat de concentratie van methylchloroform, maar ook van HCFK's en van HFK's, in de atmosfeer goed door het model kan worden beschreven. Dit is van groot belang bij scenario studies naar de invloed van HCFK's en HFK's op de aantasting dan wel herstel van de ozonlaag en op het broeikaseffect.