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

Abb. 9.2: Temperaturabweichungen (links) und reproduzierte Gezeit (Mitte) mit 12 h und 24 h Periode.
Residuen (rechts) nach Abzug der reproduzierten Gezeit von den Temperaturabweichungen. Überlagerung
von sieben Messungen mit insgesamt 137 Stunden aus dem Oktober 2011.
Amplituden und Phasen der Gezeit werden mittels harmonischer Analyse unter der Annahme
von 12 h und 24 h Periode für jede Höhe bestimmt. Abbildung 9.2 zeigt die ungeglätteten, gemessenen
Temperaturabweichungen im Vergleich zu den errechneten Temperaturabweichungen für die
12 h und 24 h Gezeitenkomponenten. Offensichtlich reproduziert die Überlagerung von halb- und
ganztägigen Wellen die gemessenen Temperaturvariationen gut. Sowohl in den gemessenen Temperaturabweichungen
als auch in den errechneten Temperaturabweichungen sind Wellensignaturen
mit abwärts gerichteter Phasenausbreitung (über den kompletten Höhenbereich) zu sehen. Man
erkennt eine dominierende ganztägige Gezeit unterhalb von ca. 56 km und eine dominierende halbtägige
Gezeit im Höhenbereich von ca. 60 bis 75 km sowie oberhalb von 85 km. Die Residuen im
rechten Teil der Abbildung zeigen jedoch deutlich, dass es neben den 12 h und 24 h Gezeitenkomponenten
in dem ausgewählten Zeitraum noch weitere, höhere Komponenten (wie 8 h) gibt. Zur
ersten Abschätzung der vertikalen Wellenlänge aus den Temperaturabweichungen wird der vertikale
Abstand zwischen zwei Maxima bzw. Minima zu einem festen Zeitpunkt betrachtet. Daraus
ergeben sich teilweise sehr große vertikale Wellenlängen (größer 25 km).
In Abb. 9.3 sind die gemessenen Amplituden
und Phasen der 12 h und 24 h Gezeit
dargestellt. Zum Vergleich sind Amplituden
und Phasen aus dem GSWM-09-
Modell eingezeichnet. In Höhen von 43 bis
75 km variieren die gemessenen Amplituden
der ganztägigen und halbtägigen Gezeit zwischen
ca. 0,2 und 4,5 K, während die Amplituden
oberhalb von 90 km auf Werte größer
10 K anwachsen. Über den kompletten
Höhenbereich sind die Gezeitenamplituden
aus dem GSWM-09-Modell deutlich geringer
als die gemessenen Amplituden. Wie aus
Abb. 9.2 zu erwarten ist, erfolgt die Phasenausbreitung
nach unten, entsprechend einer
Ausbreitung der Energie nach oben. In Höhen
mit sehr kleinen Wellenamplituden, wie
Abb. 9.3: Gemessene Amplituden (links) und Phasen
(rechts) der ganz- und halbtägigen Gezeit für Oktober
2011. Zum Vergleich sind GSWM-09-Modelldaten als
gestrichelte Linien eingezeichnet.
z. B. in 52 km, kann die Phase der 12 h Gezeitenkomponente nicht bestimmt werden.
Die bisherige Datenbasis seit 2010 ermöglicht eine Analyse von Gezeitenkomponenten u. a. für
den Sommer 2010 sowie für die Monate April bis Oktober 2011. Durch eine kontinuierliche Fortführung
der Messungen soll die Gezeitenanalyse auf weitere Monate ausgedehnt und die Variabilität
der Gezeiten untersucht werden.
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