Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

in 2002 insgesamt schwächer, wärmer und näher am Pol konzentriert. Diese Signatur entspricht
der Vorkonditionierung für eine stratosphärische Erwärmung, die schließlich im September 2002
erstmalig überhaupt auf der südlichen Hemisphäre beobachtet wurde.
Unter Verwendung des idealisierten
globalen Zirkulationsmodells KM-
CM haben wir in zwei Langzeitsimulationen
bei permanenten Julibedingungen
den Normalzustand und den anomalen
Zustand 2002 der globalen Zirkulation
nachgebildet. In diesem Modell
werden Wettersysteme und planetare
Rossby-Wellen direkt beschrieben,
während interne Schwerewellen
parameterisiert sind.
Eine erhöhte Rossby-Wellenaktivität,
die dem Südwinter 2002 ent-
Abb. 41.2: Anomalien in der MLT über Andøya im Nordspricht, wurde im Modell durch
sommer 2002. Die Teilbilder A, B und C zeigen die beobach- veränderte latente Erwärmungsraten
teten Temperatur-, Zonalwind- und Meridionalwinddifferen- in der südlichen Troposphäre vorgegezen
im Sommer 2002 relativ zu Messungen voran gegangener ben. Unsere Frage war, ob allein die-
Jahre. Teilbild D zeigt die mittlere Dissipation im Normalse Störung zu einer Veränderung der
zustand (grau) zusammen mit entsprechenden Analysen aus globalen Zirkulation der Mesosphäre
2002. Die Temperaturdaten basieren auf Messungen mit fal-
führt, die mit den ungewöhnlichen Belenden
Kugeln, die Winddaten lieferte das ALOMAR MF
Radar, und die Dissipationsraten wurden mit dem CONEobachtungen
in der nördlichen Som-
Sensor gemessen (siehe auch Kap. 17 und 18).
mermesosphäre konsistent ist (Becker
et al., GRL, im Druck, 2004).
In Abbildung 41.4 ist die zonal gemittelte Klimatologie der simulierten globalen Zirkulation
für normale Julibedingungen dargestellt, und zwar anhand der Temperatur, des zonalen Windes,
der meridionalen Zirkulation und der turbulenten Dissipation (Reibungswärme) in der Sommer-
MLT.
Die Winde und Temperaturen
sind vergleichbar mit der CIRA86-
Referenzatmosphäre, und die Dissipation
hat die durch raketengebundene
Messungen bekannte Größenordnung
von maximal etwa 10 K d −1 .
Im simulierten anomalen Zustand
des Jahres 2002 ergeben sich Differenzen
zum Normalzustand, die in
Abb. 41.5 zu sehen sind. In der südlichen
Winterstratosphäre sind sowohl
die Temperatur- als auch die Zonalwindanomalie
mit den Analysedaten
(Abb. 41.3) quantitativ vergleichbar.
Die erhöhte Rossby-Wellenaktivität
ist verbunden mit einer verstärkten
residuellen Zirkulation in der gesamten
Stratosphäre vom Südpol bis etwa
60 ◦ N, insbesondere mit stärkeren
Abb. 41.3: Von Juni bis August gemittelte Anomalien des
zonal gemittelten Zonalwindes und der Temperatur im Jahr
2002 relativ zum langjährigen Mittel (1948-2002) auf der Basis
der NCAR/NCEP-Reanalysedaten. Die Isolinienabstände
betragen 5 m s −1 und 3 K. Positive Anomalien sind rot und
negative blau.
Aufwärtsbewegungen und einem stärkeren Ostwindjet im Norden (Abb. 41.5c). In der MLT-
Region (d.h. oberhalb von etwa 80 km) der nördlichen Hemisphäre nimmt dagegen der Ostwind
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