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

turdaten von MLS bestimmt. In beiden Fällen ergab sich für jede hier betrachtete Erwärmung eine
leicht westwärts propagierende Wellensignatur.
Neben diesen beiden planetaren
Wellen sind auch die stationären
Wellen mit Wellenzahl 1
und 2 interessant, da sie Aussagen
über die Struktur des polaren Vortex
zulassen. Die Amplitude dieser
Wellen ist in Abb. 26.3 relativ
zur Erwärmung dargestellt. Die
Welle 1 zeigt sowohl in der Stratosphäre
als auch in der Mesosphäre
ein starkes Maximum, welches
Abb. 26.3: Komposit der Amplitude der stationären Welle 1
(links) und Welle 2 (rechts) bei 69 ◦ N in einem 5 ◦ -Breitenband aus
MLS-Temperaturen relativ zur SSW; Gemittelt wurde hier über
aber mit Beginn der Erwärmung
die Winter 2006, 2009 und 2010.
schlagartig endet. Im Gegenzug ist
die Welle 2 deutlich schwächer und tritt nur zeitgleich mit der Erwärmung auf, wobei das hier gezeigte
Resultat durch die Aufspaltung des polaren Vortex im Jahr 2009 dominiert ist.
Spezielle planetare Wellen, deren Rolle im
Zusammenhang mit den Erwärmungen noch
unklar ist, sind die halbtägigen Gezeiten. Sie
haben für den ganzen Winter 2009 hohe Amplituden,
was auch in Abb. 26.2a gut zu erkennen
ist. Im Detail schwächen sich diese
aber ca. 20 Tage nach einem Major Warming
stark ab (siehe Abb. 26.4a). Ein anderer
interessanter Punkt ist die Modulation
der 12-Stunden-Gezeit durch langperiodische
Oszillationen. Die Abb. 26.4b zeigt beispielhaft
für das Jahr 2010 die Modulation der
Abb. 26.4: Amplitude der halbtägigen Gezeit (oben) Amplitude der halbtägigen Gezeit durch eine
und Modulation der halbtägigen Gezeit durch PW (unten)
relativ zur SSW aus den Meridionalwinden über mung. Andere Jahre zeigen ebenfalls Modula-
10-tägige Oszillation vor und nach der Erwär-
Andenes 2009/10 in 88 km Höhe.
tionen durch Oszillationen, wobei die Periode
variiert. In Wintern mit starken Erwärmungen dominiert aber die Modulation durch eine 10-Tageund/oder
16-Tage-Oszillation.
Die kleinsten hier betrachteten Wellen sind
die Schwerewellen. Das Komposit der Schwerewellenaktivität
(Abb. 26.5) zeigt ein Maximum
in einem Höhenbereich von 74 – 85 km nach der
Erwärmung. Dieses Maximum entsteht durch die
verminderte planetare Wellenaktivität und die
Umstellung auf Westwinde, was eine reduzierte
Filterung der Schwerewellen zur Folge hat.
In diesem Beitrag wurden die wichtigsten
Welleneigenschaften während starker stratosphärischer
Erwärmungen identifiziert und deren
mittleres Verhalten analysiert. Weitere Arbeiten
sind sowohl zur Längen- und Breitenabhängigkeit
der SSW geplant, aber auch zur möglichen
Nutzung der früher einsetzenden Veränderungen
der mesosphärischen Winde und Wellen zur Vorhersage
von Änderungen in der Strato- und Troposphäre.
Abb. 26.5: Komposit der Schwerewellenaktivität
(Perioden: 3 – 6 h) relativ zur SSW aus Zonal- und
Meridionalwinden über Andenes; Gemittelt wurde
über die Winter 1998/99, 2004, 2006, 2009 und
2010.
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