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

Abb. 46.3: Residuelle Winde v r [in m/s] und Stromlinien des Vektors (u r , w r ) bei 60 ◦ N, HAMMONIA
2001 – 2006, Aura/MLS 2005 – 2010, Januar
Die residuellen Winde (Abb. 46.3) zeigen, dass der abwärtsgerichtete Ast der BDC von der
oberen Stratosphäre/unteren Mesosphäre (bei 30 ◦ W – 30 ◦ O, 40 – 60 km) in das Zentrum des Polarwirbels
(bei 60 – 120 ◦ O, 15 – 25 km) weist. Die Aura/MLS-Daten liefern dabei wieder ein Bild der
geostrophisch-balancierten Winde und Wellenflüsse (die wegen begrenzter Auflösung nicht aus
den Odin-Daten abgeleitet werden können), beinhalten also z. B. nicht die durch Schwerewellen
verursachten, ageostrophischen Vertikalwinde in der oberen Mesosphäre.
Die residuellen Advektionsterme −w r *O 3 und −w r *H 2 O (Abb. 46.4, Abb. 46.5) deuten in allen
Datensätzen auf ostwärts geneigten Transport von der oberen Stratosphäre/unteren Mesosphäre in
das Zentrum des Polarwirbels. Die Tendenzen sind etwa doppelt so groß wie diejenigen der quasigeostrophisch
balancierten Euler-Winde (vgl. Abb. 46.2, rechts). Das Modell unterschätzt offenbar
die Wellenstruktur bei 40 – 60 km, die Aura/MLS-Daten dagegen diejenige bei 15 – 25 km aufgrund
der fehlenden ageostrophischen Austauschprozesse mit der Troposphäre. Abb. 46.5 illustriert die
Wirkung des Schwerewellenbrechens in der oberen Mesosphäre, die zonal symmetrische, aber auch
asymmetrische Komponenten beinhalten. Letztere führen offenbar zu einer Verstärkung der quasigeostrophisch
balancierten Vertikaltransporte, die im Bild der Aura/MLS-Daten sichtbar werden.
Abb. 46.4: Advektionsterm −w r *O 3 , HAMMONIA und ERA-Interim 2001 – 2006, Aura/MLS 2005 – 2010
Abb. 46.5: Advektionsterm −w r *H 2 O, HAMMONIA 2001 – 2006, Aura/MLS 2005 – 2010
Insgesamt leisten die Arbeiten einen Beitrag zum Verständnis der beobachteten Spurengasverteilung
in der Strato- und Mesosphäre und eröffnen eine neue Perspektive zur prozessorientierten
Validierung von Chemie-Klimamodellen.
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