Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

5.5. CAWSES 261
Abbildung 5.30: Right: Intensity–time profiles for the Bastille Day event (July 14, 2000);
Left: variation in ozone concentration on the northern hemisphere [108]
• das Verständnis der durch die Sonne und ihre Aktivität gesteuerten Einflussgrößen auf das
Klima sowie deren Variabilität. Zu den Einflussgrößen gehören neben der Solarkonstante
auch die Variabilität in einzelnen Spektralbereichen (insbesondere im UV), die Variabilität
des Sonnenwindes (und damit der Struktur der Magnetosphäre), (solare) energiereiche Teilchen
sowie die galaktische kosmische Strahlung – letztere wird durch die solare Aktivität
moduliert.
• das Verständnis der durch diese Einflussgrößen in der Atmosphäre ausgelösten physikalischen
und chemischen Prozesse sowie deren Konsequenzen für die Atmosphäre.
• die Kombination dieser Effekte in einem globalen Klimamodell zum Verständnis des Einflusses
solarer Aktivität auf das Klima sowie die Abschätzung der Bedeutung dieses Einflusses
im Vergleich zu anthropogenen Einflüssen.
Jeder dieser Punkte wird in den Bereichen Beobachtungen (teilweise auch statistische Studien),
Modellbildung (im Sinne von Verständnis der Prozesse, d.h. physikalisches Modell),
numerische Modellierung (im Sinne von Abbildung des physikalischen Modells in einem Rechner)
sowie die Validierung der Modelle.
§ 862 Wir sind im Rahmen von CAWSES mit einem Projekt zur Wechselwirkung energiereicher
(solarer) Teilchen mit der Atmosphäre beteiligt. Einige der Ergebnisse in allgemeinverständlicher
Form sind im folgenden Abschnitt als Beispiel für ein CAWSES Projekt
vorgestellt.
§ 863 Within in the framework of the two DFG-Special Programs ‘Geomagnetic Variations’
and ‘CAWSES’ our group studies the consequences of precipitating energetic particles in
the atmosphere. Sources of these particles are the magnetosphere and the Sun. The primary
consequence of their precipitation is ionization of the atmosphere at heights between about
15 km and 100 km where the atmosphere under normal conditions is neutral. The secondary
consequence of such ionization is a change in atmospheric chemistry, in particular the
depletion of ozone.
§ 864 The left panel in Fig. 5.30 shows the intensity time profiles for the July 14, 2000,
solar energetic particle (SEP) event (Bastille Day event) as observed in geostationary orbit.
The profiles correspond to different proton energy range with the topmost profile (blue)
representing the lowest energy (15–44 MeV) and the lowermost profile (magenta) representing
the highest energies (640–850 MeV). The points at the left boundary represent background
intensities. Thus during the event an increase in the lower energetic protons lasts for more
than 1 day and amounts to more than 5 orders of magnitude. Thus a solar energetic particle
(SEP) event is a strong forcing signal onto the atmosphere.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008