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

Abb. 25.2: linkes Bild: Höhenvariation der partiellen Regressionskoeffizienten b und c zwischen Zonalwind
in Andenes und solarer Aktivität (linkes Bild) und Trend des Zonalwindes in Andenes (rechtes Bild)
für Sommer (Juli und August); Volle Punkte repräsentieren eine Signifikanzschwelle ≥ 95%, Kreuze zeigen
nicht signifikante Koeffizienten. rechtes Bild: Abhängigkeit der trend-bereinigten Zonalwinde von der
solaren Aktivität in Höhen zwischen 82 km und 94 km. Rote durchgezogene Linien repräsentieren eine
Signifikanzschwelle ≥ 95%, gestrichelte Kurven zeigen nicht signifikante Daten. Weiterhin sind die Regressionskoeffizienten
b eingetragen.
Die in Andenes und Juliusruh beobachteten MF- und Meteorradarwinde ermöglichten die Untersuchung
des Einflusses der stärksten vier SPEs der letzten 12 Jahre auf die Dynamik der Mesosphäre.
Diese SPEs ereigneten sich im Juli 2000 (24000 pfu), Oktober 2003 (29500 pfu), Januar
2005 (5040 pfu) und Dezember 2006 (1980 pfu). Die Werte in Klammern charakterisieren die Stärke
der Ereignisse mit dem Protonenfluss für Energien größer als 10 MeV: 1 pfu = 1 proton/cm 2 s −1 sr.
Für alle SPE-Ereignisse wird ein Anstieg des ostwärts gerichteten Zonalwindes oberhalb von 85 km
gefunden (Abb. 25.3). Unterhalb von 85 km wurden, außer im Winter, keine signifikanten Änderungen
zwischen gestörten und ungestörten Bedingungen gefunden. Die Reaktion der Mesosphäre
auf ein SPE im Sommer wurde mit dem mechanistischen allgemeinen Zirkulationsmodell KMCM
untersucht. Die zeitweilige Ozonreduktion während eines solaren Protonenevents bewirkt einen
Anstieg des Zonalwindes zwischen 70 km und etwa 95 km in der Größe von 2 – 8 m/s, die sich in
guter Übereinstimmung mit den Beobachtungen im Juli 2000 befindet. Die Antwort der oberen
Mesosphäre auf starke solare Protonenevents in allen Jahreszeiten lässt erwarten, dass auch stark
erhöhte UV-Strahlung eine mögliche Ursache für die beobachteten Änderungen des Windfeldes
oberhalb von 85 km in den Jahren 1999 bis 2000 sein kann.
Abb. 25.3: Mittlere Zonalwinde (m/s) vor solaren Protonenevents (blaue Kurven) und im Maximum der
Ereignisse (rote Kurven) vom Juli 2000, Oktober 2003, Januar 2005 und Dezember 2006; Dargestellt sind
Beobachtungen mittels Meteorradar in Andenes/Kiruna (durchgezogene Kurven) und Juliusruh (strichpunktierte
Kurven) sowie mittels MF-Radar (gestrichelte Kurven). Die Zahlen geben die entsprechenden
Tage an.
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