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

daß es eine solche Schicht erhöhten Wasserdampfes gibt. Man sollte allerdings auch erwähnen,
daß die in Abb. 1.3 gezeigten Modellrechnungen von idealisierten Verhältnissen ausgehen. So ist
z. B. eine eventuelle Durchmischung von H2O durch Schwerewellen (noch) nicht berücksichtigt.
Es bleibt die z. Zt. nicht beantwortbare Frage, wie effektiv die Umverteilung von Wasserdampf
durch Eisteilchen im Mittel tatsächlich ist und welche weitergehenden Konsequenzen dies für
die Zusammensetzung und Energiebilanz der oberen Atmosphäre hat. Eine Änderung der Wasserdampfkonzentration
führt aufgrund zahlreicher sekundärer Effekte nämlich zu einer Modifikation
des photochemischen Gleichgewichtes sowie zu einem veränderten Strahlungsbeitrag zur
Energiebilanz.
Abb. 1.4: Die Häufigkeit der mit bloßem Auge
erkennbaren NLC (rot, nach Gadsden, Brit.
Astron. Ass., Vol.45, 2002). Die blaue Kurve zeigt
die geglättete solare Aktivität, d. h. den Fluß bei
λ=10,7cm.
Abb. 1.5: Starke Radarechos aus der winterlichen
Mesosphäre über Kühlungsborn.
In der Fachliteratur wird seit Jahren die
Frage diskutiert, ob NLC als mögliche Indikatoren
für langfristige Veränderungen in
der oberen Atmosphäre dienen können. Nach
neuesten Analysen scheint festzustehen, daß
die Häufigkeit von NLC sich in den vergangenen
40 Jahren nicht nennenswert geändert
hat (siehe Abb. 1.4). Dagegen gibt es aus
Lidar- und Satellitenbeobachtungen Hinweise
darauf, daß sich die Helligkeit verändert
hat (s. Kap. 12). Gleichzeitig mehren sich die
Anzeichen dafür, daß sich die Morphologie
von NLC und PMSE mit einer Periode von
etwa 11 Jahren ändert (Abb. 1.4). Es liegt
natürlich nahe, die Ursache für diese Variation
im solaren Aktivitätszyklus zu suchen.
Zwischen beiden Zeitreihen existiert jedoch
eine Phasenverschiebung von 1-2 Jahren, die
mit unserem heutigen Verständnis von NLC-
Bildung nicht erklärt werden kann.
Neben den bereits erwähnten offenen wissenschaftlichen
Fragen gibt es eine Reihe von
Beobachtungen zu Aerosolen in der oberen
Atmosphäre, die wir mit unserem heutigen
Verständnis nicht, oder nicht vollständig erklären
können. So beobachtet man in mittleren
und polaren Breiten gelegentlich im Winter
starke Echos aus der Mesosphäre, die aufgrund
der viel zu hohen Temperatur nicht
durch Eisteilchen verursacht sein können. Eine
befriedigende Erklärung dieser Beobachtung
steht noch aus. Ähnliches gilt für eine
” Wolke“ in ca. 36 km Höhe, die im Winter 2003/2004 durch die Lidars auf ALOMAR und auf
anderen Stationen beobachtet wird, und zwar für einen Zeitraum von mehreren Wochen.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, daß Aerosole eine wichtige Rolle für die Atmosphärenphysik
spielen, und zwar nicht nur in der Troposphäre und Stratosphäre, sondern auch in den
darüber befindlichen Schichten. Wichtige Eigenschaften dieser Aerosole (z. B. ihre Zusammensetzung),
sowie ihre Bedeutung als Indikator für den thermischen, dynamischen und kompositorischen
Zustand der Atmosphäre auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen sind allerdings noch
nicht bekannt, von einigen fehlt sogar noch der Nachweis ihrer Existenz (Staubteilchen an der
Mesopause). Das IAP wird sich daher in den nächsten Jahren weiterhin mit den diesbezüglichen
wissenschaftlichen Fragestellungen befassen.
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