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

Abb. 41.4: Zonal gemittelte Klimatologie von KMCM bei permanenten Normal-Julibedingungen. (a)
Temperatur (Isolinienabstand 10 K). (b) Zonalwind (Isolinienabstand 10 m s −1 ). (c) Residuelle Massenstromfunktion
Ψres (schwarze Isolinien für ±0.01, 0.1, 1, 2, 4, 10, 50, 100, 150 × 10 9 kg s −1 ) und residueller
Meridionalwind vres (grüne Isolinien für −5, −10, −15 m s −1 ). (d) Turbulente Dissipation in der nördlichen
Sommermesosphäre (Isolinienabstand 1 K d −1 ). Negative Bereiche sind blau und positive rot.
ab bzw. der Westwind zu (Abb. 41.5b). Eine entsprechende Anomalie des Zonalwindes wurde
während der MaCWAVE/MIDAS-Kampagne beobachtet (Abb. 41.2B). Konsistent mit dieser
Windänderung haben die dominanten, ostwärts laufenden Schwerewellen kürzere vertikale Wellenlängen
und erreichen ihre Brechungsniveaus in tieferen Schichten. Ein analoger Effekt tritt in
der südlichen Wintermesosphäre bzgl. der westwärts wandernden Schwerewellen auf. Insgesamt
wird somit die durch die Schwerewellen getriebene residuelle Zirkulation vom Sommer- zum
Winterpol in der MLT in tiefere Schichten verschoben (Abb. 41.5c), wobei sich die maximalen
meridionalen Windgeschwindigkeiten abschwächen. Auch dieser Effekt, zusammen mit der damit
einhergehenden Temperaturanomalie in der Sommer-MLT (Abb. 41.5a), stimmt qualitativ
mit den Beobachtungsdaten überein (Abb. 41.3A,C). Insbesondere ist die simulierte Erwärmung
in der Sommer-MLT konsistent sowohl mit einer Temperaturerhöhung nach Beobachtungen mit
dem Meteorradar (siehe Kapitel 35) als auch mit einer deutlich verringerten PMSE-Häufigkeit
im Nordsommer 2002. Die PMSE-Häufigkeitsraten sind in ihrer jahreszeitlichen Variation in Abbildung
41.6 für die Jahre 1999, 2000, 2001 und 2003 dargestellt. Schließlich zeigt (Abb. 41.6d),
dass sich die Region der durch das Schwerewellenbrechen bedingten turbulenten Dissipation in
der 2002-Simulation etwas nach unten verschoben hat, was qualitativ der Beobachtung entspricht
(Abb. 41.2D).
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