Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...
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Strahlstroms bei etwa 50 - 55 ◦ N / 5 - 15 ◦ E bevorzugt Trägheitsschwerewellen ausbilden, was mit<br />
der geostrophischen Anpassung der unbalancierten Strömung und der stromaufwärts gerichteten<br />
Ausbreitung erklärt werden kann. Weitere Quellen von Trägheitsschwerewellen sind Gebirge<br />
(Skandinavien, Schottland und Island) sowie hochreichende Konvektion.<br />
Abb. 50.2: Horizontalschnitt durch die hochaufgelöste Domäne (∆x =<br />
8 km) der MM5-Simulation zur Zeit t = 36 h (17.12.1999-12:00 UTC) -<br />
ansonsten gleiche Darstellung wie <strong>für</strong> Abb.50.1.<br />
Der Zusammenhang<br />
zwischen Windfeld und<br />
Wellenergie wird<br />
aus der folgenden<br />
Abb. 50.3 ersichtlich:<br />
Die Anwesenheit des<br />
Polarwirbels ist mit<br />
einer Ausweitung des<br />
Starkwindgebietes über<br />
das Tropopausenniveau<br />
nach oben verbunden.<br />
Ab der simulierten Zeit<br />
t = 60 h (18.12.1999-<br />
12:00 UTC) sind<br />
in der Stratosphäre<br />
durchgängig Windgeschwindigkeiten größer als 20 m s −1 zu finden. Für eine Welle, die am<br />
Strahlstrom mit 35 m s −1 Geschwindigkeit generiert wurde und ihm mit 15 m s −1 entgegenläuft,<br />
ist das gerade der Wert der kritischen Linie.<br />
Abb. 50.3: Hovmöller-Diagramm an der Position Kühlungsborn <strong>für</strong> die<br />
Windgeschwindigkeit (links, Konturen 5 m s −1 ) und die Wellenenergie<br />
(rechts, Konturen 1 m 2 s −2 ). Die Kreuze sind an den Höhen / Zeiten eingetragen,<br />
zu denen MM5-Daten einer statistischen Analyse unterzogen wurden.<br />
Eine Reihe von<br />
idealisierten Modellläufen<br />
war dem<br />
Einfluss der verschiedenenAnregungsmechanismen<br />
gewidmet.<br />
Für diese Kampagne<br />
stellte sich heraus, dass<br />
der troposphärische<br />
Strahlstrom und die<br />
damit verbundenen<br />
Frontensysteme ca.<br />
75% der Wellenenergie<br />
verursachen, während<br />
Konvektion und Orographie<br />
den restlichen<br />
Teil liefern. In dieser<br />
Untersuchung wurde gezeigt, dass sich das MM5-Modell zur realitätsnahen Simulation von<br />
Trägheitsschwerewellen eignet. Ihre Anregung und Ausbreitung konnte in gezielten Studien<br />
den relevanten Prozessen wie unbalancierter Strömung, Orographie und tiefer Konvektion<br />
zugeordnet werden. Sub-synoptische Trägheitsschwerewellen tragen systematisch mehr Energie<br />
als die zahlreicheren mesoskaligen Wellen. Weiterhin wurde gezeigt, dass die Nord-Atlantische<br />
/ Nord-Europäische Region durch das effektive Zusammenwirken von Generierung durch<br />
brechende Rossby-Wellen einerseits und dem Auftreten von Starkwindgebieten in der unteren<br />
Stratosphäre andererseits in den Wintermonaten bevorzugte Bedingungen <strong>für</strong> stratosphärische<br />
Trägheitsschwerewellen bietet.<br />
Wir danken dem Deutschen Wetterdienst <strong>für</strong> die Bereitstellung der EZMW-Analysen sowie der Nutzerbera-<br />
tung am EZMW Reading, DKRZ Hamburg und NCAR Boulder.<br />
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