Indoex : chemistry of the Indian Ocean atmosphere

Abstract

NDOEX (INDian Ocean EXperiment) was large international measurement campaign focussing on measuring radiation in, and the chemical compisition of, the Indian Ocean Atmosphere during northern hemisphere winter. One of the reasons to measure in this region was the specific and unique meteorological conditions of the area, making the region a particularly good environment for the radiation measurements. Another reason was the lack of scientific knowledge about the meteorology of the Indian Ocean region. INDOEX provided detailed (chemistry) measurements which can be used to validate the (chemistry-)climate models that nowadays are being used for climate predictions. Our "trust" in the output of such models highly depends on their ability to reproduce the chemical composition of todays atmosphere. The comparison between measurements from INDOEX and numerical model simulations performed with a global chemistry-climate model form the basis of this thesis. It is shown that the model is capable of reproducing the observed spatial and temporal variations of the chemical composition of the Indian Ocean atmosphere, especially with regard to large scale patterns. However, it is also shown that more (detailed) observations are needed, as well as improvement of the models with regard to the small(er) scale processes. Since the model used for this thesis appears to be capable of reproducing the large scale atmospheric processes, it is also used to study the specific meteorology of the Indian Ocean region, providing a better understanding of what actually is happening there.

INDOEX (INDische Oceaan EXperiment) was een grote internationale meetcampagne met de nadruk op het meten van straling in, en de chemische samenstelling van, de atmosfeer boven de Indische oceaan, gedurende de winter op het noordelijk halfrond. Een van de redenen om in dit gebied te meten was de specifieke en unieke meteorologische omstandigheden ervan. Dit maakte het gebied bij uitstek geschikt voor de straligsmetingen. Een andere reden was het gebrek aan wetschappelijke kennis over de meteorologie van de Indische Oceaan. INDOEX leverde gedetaileerde (chemie) metingen op die gebruikt kunnen worden voor de validatie van (chemie-)klimaatmodellen die heden ten dage worden gebruikt voor klimaatvoorspellingen. Ons vertrouwen in het voorspellend vermogen van zulke modellen hangt sterk af van het vermogen van deze modellen om de huidige toestand van de atmosfeer te reproduceren. De vergelijking tussen de INDOEX-metingen en numerieke modelsimulaties met een globaal chemie-klimaatmodel vormt de basis van dit proefschrift. Er wordt aangetoond dat het model in staat is om de waargenomen ruimtelijke en temporele variaties van de chemische atmosfeer-samenstelling boven de Indische Oceaan kan reproduceren, vooral de grootschalige patronen. Echter, het blijkt tevens dat er meer (gedetaileerde) metingen nodig zijn, en dat de modellen verbeterd moeten worden met betrekking tot kleinschalige processen. Omdat het model in staat blijkt te zijn de grootschalige atmosfeerprocessen te reproduceren, is het ook gebruikt om de specifieke meteorologie te besturderen, hetgeen een beter begrip oplevert over wat er in het gebied gebeurt.