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

etrieben wurden. Die Rohdaten wurden jeweils über eine Stunde gemittelt und der Anfangszeitpunkt
der Integration für jedes Einzelprofil um 15 min verschoben. Während die Struktur
der Temperatur über ALOMAR gleichbleibend sehr variabel ist, zeigt die Temperaturstruktur
über der Esrange zwei verschiedene Muster, mit einem Übergang um Mitternacht. Diese
Veränderung der Temperaturstruktur wurde durch veränderte Ausbreitungsbedingungen für die
Schwerewellen, in Form eines starken Anwachsens des Tropopausen-Jets, verursacht.
Höhe [km]
65
60
55
50
45
40
35
ALOMAR RMR−Lidar − Temperaturprofile
19:30 − 00:00 UT
00:00 − 02:40 UT
19/20. Januar 2003
30
200 210 220 230 240 250 260
Temperatur [K]
Höhe [km]
65
60
55
50
45
40
35
Esrange UBonn Lidar − Temperaturprofile
19:30 − 00:00 UT
00:00 − 02:50 UT
19/20. Januar 2003
30
200 210 220 230 240 250 260
Temperatur [K]
Abb. 14.2: Temperaturprofile vom 19./20. Januar 2003 über ALOMAR und der Esrange.
Von jedem der Einzelprofile wurden die von den Schwerewellen verursachten Temperaturabweichungen
berechnet und diese auf das Spektrum der vertikalen Wellenlängen untersucht.
Über ALOMAR wurden vertikale Wellenlängen zwischen 1 km und 12 km beobachtet, mit einer
Häufung um 5 km und um 10 km. Die vertikalen Wellenlängen über der Esrange folgen
dagegen einer Gauß-Verteilung mit einem Mittelwert von 4,4 km. Die Ergebnisse zeigen, dass
die über der Esrange beobachteten Schwerewellen konstant und weitgehend monochromatisch
angeregt wurden, während dies über ALOMAR nicht der Fall war. Vielmehr wurde dort eine
Überlagerung von Schwerewellen, die von unterschiedlichen Quellen erzeugt wurden und sich
unter verschiedenen Bedingungen ausgebreitet haben, beobachtet.
Ein weiterer wichtiger Parameter zur
Beschreibung von Schwerewellen ist ihre
Gesamtenergie. Daher wurde für 15 Messungen
im Sommer 2002, die jeweils länger
als 7 h waren, die Dichte der potentiellen
Energie bestimmt. Die jeweiligen
Mittelwerte für den Höhenbereich zwischen
33 km und 40 km sind in Abbildung
14.3 dargestellt. Charakteristisch ist
die Variabilität der Dichte der potentiellen
Energie der Schwerewellen von Tag zu
Tag. Im Allgemeinen besitzt diese Größe
in den hohen Breiten einen Jahresgang mit
Abb. 14.3: Mittlere Dichte der potentiellen Energie im
Höhenbereich 33 km – 40 km für den Sommer 2002 mit
Fehlerbalken.
minimalen Werten im Sommer und einem Maximum im Winter. Im Sommer 2002 wurden im
Vergleich zu früher durchgeführten Einzelstudien deutlich höhere Werte bestimmt. Diese besonders
hohe Schwerewellen-Energie im Sommer 2002 wurde auch mit anderen Messinstrumenten
im Rahmen der Anfang Juli 2002 auf Andøya durchgeführten internationalen MaCWAVE-
Kampagne (siehe Kap. 18) beobachtet.
Derzeit wird die Untersuchung von Schwerewellen über ALOMAR noch weiter intensiviert
und der seit 1994 aufgenommene Datensatz systematisch analysiert. Hierzu gehört die Erstellung
einer Klimatologie der Schwerewellen-Energie über ALOMAR sowie Untersuchungen zur
Brechung der Schwerewellen. Aus der Kombination von Temperaturprofilen des Lidars mit Windprofilen
aus Radarmessungen kann zusätzlich auch noch die horizontale Ausbreitungsrichtung
von Schwerewellen bestimmt werden, um mehr über die Anregung von Schwerewellen zu lernen.
57