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

periodischen Wechsel von relativ warmen und kalten Abschnitten, die sich nach unten fortpflanzen
und einen Abstand von etwa 6 Stunden haben. Diese Variationen lassen sich in ganz-, halbund
dritteltägige Oszillationen zerlegen. Deren Amplituden und Phasen sind in Abb. 15.3 rechts
gezeigt und charakterisieren die Gezeiten im Beobachtungszeitraum. Amplituden von bis zu 10 K
zeigen wiederum die Dominanz der halbtägigen Gezeit. Die übrigen Gezeiten sind weniger als
halb so stark ausgeprägt. Alle Amplituden zeigen eine Abnahme mit der Höhe von 85 bis 95 km.
Oberhalb dieses Bereiches ermöglicht die zeitliche Abdeckung der Messdaten die Bestimmung
nur mit großer Unsicherheit. Die abwärtslaufende Phase der halbtägigen Gezeit kennzeichnet eine
Anregung in tieferliegenden Schichten der Atmosphäre und eine Wellenausbreitung nach oben
mit einer Wellenlänge von etwa 21 km. Die ganztägige Gezeit hat dagegen eine relativ konstante
Phase nahe Mitternacht, was auf eine in-situ Anregung in der Mesopausenregion hinweist.
Höhe [km]
105
100
95
90
85
80
12 16 20 0
Lokalzeit [h]
4 8 12
20
10
0
-10
-20
Temperaturabweichung [K]
Höhe [km]
105
100
95
90
105
100
95
90
85
85
8h
8h
12h
12h
24h
24h
80
80
0 5 10 15 20 0 4 8 12 16 20 24
Amplitude [K] Phase [LT]
Abb. 15.3: Links: Die mittlere Abweichung der Temperaturen vom Mittelwert in Abhängigkeit von
Lokalzeit und Höhe. Rechts: Amplituden und Phasen der 24-(rot), 12-(schwarz) und 8-stündigen (blau)
Gezeiten.
Zur weiteren Analyse der Variationen können so genannte Wavelets verwendet werden
(Abb. 15.4). Neben der Dominanz der 12-stündigen Gezeit erkennt man hier auch die zeitliche
Änderung ihrer Amplitude zwischen 5 und 15 K. Auch die Stärke der ganztägigen Gezeit ist
nicht konstant, 5 K werden nur am 25.2. erreicht. Außerdem beobachtet man Wellenaktivität
mit Perioden unterhalb von 6 Stunden, deren Stärke periodisch schwankt. Dieses Erscheinungsbild
ist wahrscheinlich auf eine Amplitudenmodulation durch die Wechselwirkung mit Wellen
längerer Periode zurückzuführen.
Periode [h]
22.02.
48
23.02. 24.02. 25.02. 26.02. 27.02.
24
12
6
5
5
10
5
5
3
12 0 12 0 12 0
Lokalzeit [h]
12 0 12 0 12
5
Abb. 15.4: Die Wavelet-Analyse der Temperaturschwankungen in 89 km zeigt die Veränderung der
spektralen Anteile in Abhängigkeit von Zeit und Periode.
10
5
59
5
5
5
5
5
5
15
10
5
0
Amplitude [K]