Institutsbericht 2010/2011 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

sche Abkühlung). Dagegen verhalten sich 54% der Windanomalien in beiden Schichten gleichsinnig
(stratosphärischer Ostwind – mesosphärischer Ostwind).
Die raum-zeitlichen Strukturen
während der SSWs wurden mit (a)
einer Stichtaganalyse herausgearbeitet.
Die resultierenden Windund
Temperaturmuster sind in
Abb. 35.2 dargestellt. Die im Wintermittel
um 0,1 hPa befindliche
Stratopause beginnt etwa 5 Tage
vor dem Stichtag abzusteigen,
während sich die Luftmassen darüber
abkühlen. Etwa 10 Tage nach
dem Stichtag beginnt eine neu
formierte Stratopause von etwa
0,0003 hPa abzusinken und vereint
sich weitere 10 Tage später (b)
mit einer schwächeren aufsteigenden
Warmluftschicht, womit die
mittleren Winterverhältnisse wiederhergestellt
sind. Die thermische
Windbilanz erzwingt entsprechende
Muster im Zonalwind, wobei eine
polseitige Erwärmung eine Abnahme
des Windes mit der Höhe
bewirkt. Um den Zentraltag stellt
sich zwischen 1,0 und 0,01 hPa Ostwind
ein, wobei sich in den Schichten
darüber Westwind und Ostwind
abwechseln. Zur dynamischen Abb. 35.2: Stichtaganalyse von (a) Poltemperatur und (b) zonalgemitteltem
60 ◦ N-Zonalwind, basierend auf fünf untersuchten
Deutung dieser Muster sei an dieser
Stelle nur so viel gesagt, dass
SSWs.
sich die Änderungen in der Stratosphäre planetaren Rossby-Wellen zuordnen lassen, während die
mesosphärischen Effekte gemäß dem Holton-Bild mit gefilterten Trägheitsschwerewellen zusammenhängen.
Der Frage nach mesosphärischen Vorboten wurde anhand von Zeitreihen aus Tageswerten auf
Druckschichten von 1,0 und 0,01 hPa nachgegangen. Dazu wurde der Zeitverlauf mit objektiven
Methoden charakterisiert: So haben wir den Beginn eines Ereignisses anhand einer Vorzeichenumkehr
der Tendenz detektiert und dessen Mitte anhand der maximalen Abweichung. Zusammenfassend
kann man sagen, dass sich die SSW-Ereignisse in der Stratosphäre mit etwa 1 Tag Streuung
kohärent in Wind und Temperatur zeigten. Die mesosphärischen Abkühlungen begannen etwa
einen halben Tag früher als die stratosphärischen Erwärmungen, während der Höhepunkt etwa
4 Tage später eintrat. In Anbetracht der methodischen Unsicherheiten kann man sagen, dass die
Ereignisse in den beiden Druckschichten praktisch gleichzeitig stattfinden.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das KMCM spontan SSWs hervorbringt und
damit diesen dynamischen Testfall besteht. Die auftretenden Anomalien in Temperatur und Wind
sind stabil und finden sich praktisch gleichzeitig in der gesamten mittleren Atmosphäre. Sowohl das
vorgeschlagene Kenngrößen-Diagramm als auch die objektiven Zeitverlaufs-Charakteristika lassen
sich, nachdem sie in der vorliegenden Untersuchung für Modelldaten verwendet worden sind, auf
die Untersuchung von Beobachtungen anwenden.
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