LEIBNIZ-INsTITUT FöUR ATMOsPHöARENPHYsIK e. V. an der ...

Metallresonanz-Lidars wird die Temperatur in der Mesopausenregion erforscht. Neben Messungen
in Kühlungsborn, die auch Untersuchungen von NLCs beinhalten, werden Daten in niedrigen
Breiten (Teneriffa) sowie gelegentlich vom Forschungsschiff ” Polarstern“ aus gewonnen. Radarmessungen
liefern Winde in der oberen Atmosphäre und zeigen, ähnlich wie in polaren Breiten,
auch in Kühlungsborn gelegentlich im Sommer sehr starke Rückstreuechos aus der Mesopausenregion
(MSE). Die Messungen des IAP fließen in numerische Modelle der Dynamik, Chemie und
Energiebilanz der Mesopausenregion ein. Das Windfeld wird mit unterschiedlichen Radaranlagen
in mittleren und polaren Breiten untersucht.
Gezeiten und Schwerewellen in der oberen Mesosphäre (Nr. 7)
Mit Hilfe von Metallresonanz-Lidars vermessen Mitarbeiter des IAP die thermische Struktur
in der oberen Mesosphäre und unteren Thermosphäre in verschiedenen Breiten, aus denen
Gezeiten im Temperaturfeld abgeleitet werden. Hinzu kommen NLC-Messungen mit einem
Rayleigh/Mie-Lidar, die ebenfalls Gezeitenstrukturen aufweisen, sowie die auf der Grundlage
von Radarmessungen in mittleren und polaren Breiten abgeleiteten Gezeiten im Windfeld. Aus
Radiosondenaufstiegen und Radarmessungen werden Informationen über Schwerewellen gewonnen.
Diese Beobachtungen werden mit Hilfe eines mechanistischen Modells interpretiert.
Trends in der mittleren Atmosphäre (Nr. 4,5,20,22)
Die Untersuchung langfristiger Änderungen (= Trends) der Atmosphäre erfolgt sowohl aus
grundlagenwissenschaftlichem als auch aus umweltpolitischem Interesse. Dabei sind nicht nur
die bodennahen Schichten der Erdatmosphäre von Interesse, in denen kleine Trends wegen der
großen natürlichen Variablität der Atmosphäre nur schwer nachweisbar sind, sondern vor allem
die mittlere Atmosphäre, in der Trendanalysen leichter möglich sind, da die hier beobachteten
langfristigen Temperaturänderungen teilweise erheblich größer sind und sich von der natürlichen
Variabilität deutlicher abheben als in Erdbodennähe. Es werden am IAP durchgeführte,
langzeitige Beobachtungsreihen (Reflexionshöhenmessungen im Langwellenbereich, Radar-
Windbeobachtungen und Ionosondenmessungen) im Hinblick auf Trends in den oberen Höhenbereichen
der Atmosphäre untersucht, wobei insbesondere geklärt werden soll, warum über
Kühlungsborn eine Höhenschicht konstanten atmosphärischen Drucks nahe 80 km Höhe absinkt.
Mitarbeiter des IAP beschäftigen sich in diesem Zusammenhang auch mit den physikalischen
Prozessen, die zu der beobachteten Häufigkeitszunahme von NLCs führen.
Die Beobachtungen werden begleitet von Untersuchungen mit einem mechanistischen Modell,
womit die möglichen Ursachen für die große Diskrepanz zwischen dem beobachteten und
dem modellierten Temperaturtrend in der Mesosphäre analysiert werden soll. Darüber hinaus
wird ein einfaches globales Zirkulationsmodell verwendet, um die Bedeutung der planetaren
Wellen und Schwerewellen für die thermische Struktur der Mesosphäre und deren Variabilität
zu demonstrieren.
Kopplung der atmosphärischen Schichten
Das Forschungsgebiet der Wechselwirkung von Troposphäre, Stratosphäre und Mesosphäre
dient einem verbesserten Systemverständnis der Atmosphäre, um die Bedeutung der mittleren
Atmosphäre im Prozess der Klimaveränderung zu erkennen. Die Interpretation langfristiger
Veränderungen der mittleren Atmosphäre wird durchgeführt und erfordert eine bessere Kenntnis
der natürlichen Variabilität der Stratosphäre und Mesosphäre in Abhängigkeit von der Troposphäre.
Diese Arbeiten erfolgen auf der Grundlage von Zirkulationsmodellen und dem Vergleich
mit globalen Daten. Innerhalb dieses Schwerpunktes werden folgende Themen bearbeitet: