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

Abb. 27.2: Mittlerer saisonaler Verlauf des Sättigungsgrades
bei angenommenen Temperaturabweichungen
von 0 K, 10 K, 20 K und 30 K in 85 km Höhe
Es stellte sich nun die Frage, ob
während der MSE-Ereignisse die notwendigen
tiefen Temperaturen tatsächlich
vorübergehend auftreten. In den vergangenen
Jahren konnte dies leider nicht
untersucht werden, da während der nur
tagsüber existierenden MSE keine gleichzeitigen
Messungen mit dem nicht tageslichtfähigen
Kaliumlidar möglich waren.
Inzwischen wurde das Gerät jedoch
deutlich verbessert (Kap. 6). Seit Ende
2002 sind Temperaturbestimmungen trotz
störenden Sonnenlichteinflusses am Tage
möglich, die Messungen können nun
am selben Ort zeitgleich mit den MSE-
Beobachtungen erfolgen.
In Abb. 27.3 sind die Ergebnisse von
zwei simultanen MSE- und Temperatur-
messungen im Jahr 2003 dargestellt. Die MSE-Beobachtungen wurden mit dem Radarsystem
OSWIN (Ostsee Wind Radar) in Kühlungsborn durchgeführt. MSE traten ungefähr zwischen 80
und 90 km Höhe auf. An beiden Tagen wurden starke und langanhaltende Ereignisse mit Signal-
Rausch-Verhältnissen über 10 dB und Auftrittszeiten von rund 16 bzw. 5 Stunden detektiert.
(Die Pause am 26. Juni ist auf einen kurzzeitigen Ausfall der Radaranlage zurückzuführen.) Es
zeigen sich deutlich Variationen in der Höhe des MSE-Auftretens.
Bei klarem Wetter wurden simultan
mit dem Lidar in der Kaliumschicht
Temperaturen bestimmt. Die Kaliumschicht
liegt zum größten Teil oberhalb
der MSE-Schicht, reicht aber auch mitunter
in diese hinein, so dass zeitweise
im gleichen Höhenbereich MSE und
Temperaturen gemessen werden konnten.
Die Temperaturen zeigen starke
Variationen mit Minimalwerten unter
140 K, die auf Schwerewellen schließen
lassen. Ähnliche wellenartige Variationen
sind auch in der MSE-Struktur erkennbar.
Durch diese simultanen Messungen
konnte gezeigt werden, dass auch in
mittleren Breiten durch Wellen induzierte
niedrige Temperaturen auftreten,
die für die Bildung von Eisteilchen und
damit die Existenz von MSE erforderlich
sind. Die Beobachtung von MSE
kann daher auch in mittleren Breiten als
ein Hinweis auf entsprechend tiefe Temperaturen
in der Mesosphäre gewertet
werden, ohne dass direkte Temperatur-
Höhe (km)
Höhe (km)
92
90
88
86
84
82
80
04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
92
90
88
86
84
82
15 dB
10 dB
5 dB
0 dB
-5 dB
-10 dB
10 dB
5 dB
0 dB
-5 dB
-10 dB
26 Juni 2003, Zeit (UTC)
80
09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00
15 Juli 2003, Zeit (UTC)
Abb. 27.3: Simultane MSE-Beobachtungen (Konturlinien)
und Temperaturmessungen (Farbskala) am 26. Juni
2003 und 15. Juli 2003 über Kühlungsborn.
messungen vorliegen müssen. MSE stellen somit eine wichtige Möglichkeit zur Untersuchung der
Struktur und Dynamik der mittleren Atmosphäre dar.
85
200
190
180
170
160
150
140
130
120
200
190
180
170
160
150
140
130
120
Temperatur (K)
Temperatur (K)