NOAA Global Monitoring Laboratory – Halocarbons and other Atmospheric Trace Species

Seit 1977 haben fünf verschiedene Probenahmeprogramme innerhalb der Gruppe „Halocarbons and otherAtmospheric Trace Species“ (HATS) Fluorchlorkohlenwasserstoff-11(CFC-11) gemessen. Zu diesen Programmen gehören drei Kübelsysteme und zwei In-situ-Programme. 1977 begannen die Küvettenmessungen an sechs Standorten, im Laufe der Jahre kamen neun weitere hinzu. Derzeit werden im Rahmen des Kolbenprogramms an 15 Standorten etwa einmal pro Woche Proben entnommen. CFC-11-Massenspektrometermessungen wurden 2010 in das HATS-Kolbenprogramm aufgenommen (M3-Instrument).

Das In-situ-Programm begann 1986 (unter der Bezeichnung RITS) mit einem Paar Gaschromatographen auf Mauna Loa, Hawaii, und den SouthPole-Observatorien. Die Stationen in Barrow, Alaska, Amerikanisch-Samoa, und Niwot Ridge, Colorado, wurden in den folgenden Jahren mit weiteren Instrumenten ausgestattet. In den späten 1990er Jahren entwickelte dieHATS -Gruppe einen Vierkanal-Gaschromatographen (CATS), um das In-situ-Messprogramm zu verbessern und zu erweitern. Die CATS-Gaschromatographen werden derzeit an fünf Standorten eingesetzt und führen stündliche Messungen durch.

Ein kombinierter Datensatz wurde entwickelt, um die monatlichen Mittelwerte der HATS-Messungen der einzelnen Programme einzubeziehen. Der kombinierte Datensatz wird berechnet, indem gewichtete Mittelwerte von Messungen der NOAA/GMLair-Hintergrundmessprogramme (siehe unten) genommen werden. Alle Programme sind auf der gleichen NOAA-Skala (NOAA-Skala 2016 für CFC-11), und es wird jeder Versuch unternommen, bekannte Verzerrungen zwischen den Messprogrammen zu korrigieren; dennoch kann es kleine Unterschiede geben, die nicht verstanden und charakterisiert werden.

Beim Vergleich von Messungen von Station zu Station ist zu beachten, dass nicht alle Standorte aus den gleichen Messprogrammen bestehen. Die hemisphärischen und globalen Mittelwerte im kombinierten Datensatz sind unser bestes Maß für langfristige Trends und werden für internationale und nationale Bewertungen für Hintergrundluftmessungen verwendet. Im Folgenden sind die Datensätze, die zur Erstellung des kombinierten Datensatzes verwendet wurden, sowie einige Abbildungen dargestellt.

Aktuelle HATS-Programme (grüne Rechtecke) und auslaufende Programme (orangefarbene Rechtecke) werden im kombinierten Datensatz verwendet. Klicken Sie auf ein Rechteck, um einen Link zu den Datendateien eines bestimmten Programms zu erhalten.

Die obige Abbildung zeigt die berechneten globalen Mittelwerte der verschiedenen Messprogramme und veranschaulicht die Überschneidung zwischen den Programmen (aktuelle Programme sind durchgezogene Linien, gestrichelte Linien sind eingestellte Programme). Die gemessenen Monatsmittelwerte der verschiedenen Programme werden statistisch kombiniert, um einen langfristigen NOAA/GML-Datensatz zu erstellen (schwarze Linie). Die kombinierten Daten werden berechnet, indem zunächst fehlende Daten am Probenahmeort für jedes Messprogramm interpoliert werden. Anschließend wird ein gewichteter Mittelwert errechnet, wenn Messungen aus zwei oder mehr Programmen gemeinsam vorliegen. Die lückenhafte Stationsmessung wird dann mit dem Savitzky-Golay-Algorithmus geglättet.

Zonale Mittelwerte werden für vier nördliche (durchgezogene Linien) und drei südliche (gestrichelte Linien) Bins berechnet.

Hemisphärische und globale Mittelwerte werden aus den zonalen Mittelwerten berechnet, wobei die Probenahmestandorte mit dem Kosinus ihrer geografischen Breite gewichtet werden. Dieser kombinierte CFC-11-Datensatz wird für den Annual Greenhouse Gas Index (AGGI) und den Ozone Depleting Gas Index (ODGI) der NOAA verwendet.

Global history of CFC-11 as a function of latitude (y-axis) and time (x-axis).

The Combined HATS CFC-11 Data File uses monthly data from the following programs:

• Originalflaschenprogramm: Monatlich
• Aktuelles Kolbenprogramm: Monatlich, Global
• RITS in situ Programm: Stündlich, Täglich, Monatlich, Global
• CATS in situ Programm: Stündlich, Täglich, Monatlich, Global

Ausgewählte Veröffentlichungen

• Montzka, S.A., Dutton, G.S., Portmann, R.W. et al. A decline in global CFC-11 emissions during 2018-2019. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03260-5
  Daten, die zur Ableitung der Zahlen in diesem Papier verwendet wurden, sind auf der GML-FTP-Site zu finden.
• Montzka, S.A., Dutton, G.S., Yu, P., Ray, E., Portmann, R.W., Daniel, J.S., Kuijpers, L., Hall, B.D., Mondeel, D., Siso, C. und Nance, J.D., 2018. Ein unerwarteter und anhaltender Anstieg der globalen Emissionen von ozonabbauendem FCKW-11. Nature, 557(7705), S.413. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0106-2
  Daten, die zur Ableitung der Zahlen in der Arbeit von Montzka, et al. 2018 verwendet wurden, können auf der GML-FTP-Site abgerufen werden.
• Montzka, S.A., Butler, J.H., Myers, R.C., Thompson, T.M., Swanson, T.H., Clarke, A.D., Lock, L.T. und Elkins, J.W., 1996. Rückgang der troposphärischen Häufigkeit von Halogenen aus Halogenkohlenwasserstoffen: Implikationen für den Abbau der stratosphärischen Ozonschicht. Science, 272(5266), pp.1318-1322.
• Elkins, J.W., Thompson, T.M., Swanson, T.H., Butler, J.H., Hall, B.D., Cummings, S.O., Fishers, D.A. and Raffo, A.G., 1993. Verringerung der Wachstumsraten der atmosphärischen Fluorchlorkohlenwasserstoffe 11 und 12. Nature, 364(6440), S.780.