Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...
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32 Trends in der Meso- und unteren Thermosphäre<br />
(J. Bremer, Th. Barth, J. Schacht)<br />
Aus langzeitigen Messungen der ionosphärischen<br />
Reflexionshöhe im Langwellenbereich (Messintervall:<br />
1959 – <strong>2002</strong>) können Informationen über Temperaturtrends<br />
in der Mesosphäre gewonnen werden.<br />
Ausgangspunkt dieser Trendanalysen ist die<br />
Ableitung der Höhenvariation eines Niveaus konstanter<br />
Elektronendichte bei konstantem solaren<br />
Zenitwinkel in etwa 82 km Höhe. Bei gleichzeitiger<br />
Kenntnis des Trends der 1 hPa Druckhöhe<br />
nahe 48 km (aus Satellitenmessungen) kann aus<br />
dem Trend der Reflexionshöhen auf mittlere Temperaturtrends<br />
der Atmosphärenschicht zwischen 48 –<br />
82 km geschlossen werden. Allerdings sind dabei<br />
Annahmen über mögliche Trends in der Dichte des<br />
Stickoxids (nNO) und des effektiven Rekombinationskoeffizienten<br />
(αeff ) im Reflexionsgebiet notwendig.<br />
Leider gibt es derzeit keine verlässlichen experimentellen<br />
Daten <strong>für</strong> solche Trends. Deshalb gibt es<br />
nur zwei Möglichkeiten, erstens anzunehmen, dass<br />
diese Trends vernachlässigt werden können, oder<br />
zweitens Werte aus Modellrechnungen zu verwenden.<br />
Im oberen Teil der Abb. 32.1 ist die jahreszeitliche<br />
Variation der monatlichen Trends der Reflexionshöhen<br />
∆h aufgetragen einschließlich jener<br />
Trends, die zusätzlich die aus Modellrechnungen abgeschätzten<br />
Trends in nNO und αeff berücksichti-<br />
Abb. 32.1: Jahreszeiliche Variation von monatlichen<br />
Trends der Reflexionshöhe im Langwellenbereich<br />
(oben) und daraus abgeleitete<br />
Temperaturtrends <strong>für</strong> den Bereich zwischen<br />
48 – 82 km Höhe (unten) <strong>für</strong> unterschiedliche<br />
Annahmen über nNO und αeff .<br />
gen. In unteren Teil der Abb. 32.1 sind die daraus berechneten monatlichen Temperaturtrends<br />
<strong>für</strong> das Höhenintervall von 48 – 82 km aufgetragen. Dabei sind die abgeleiteten Trends deutlich<br />
unterschiedlich. Während bei Annahme keiner Trends in nNO und αeff ein mittlerer jährlicher<br />
Temperaturtrend von 0, 17 K Jahr −1 abgeschätzt wurde, ist er bei Berücksichtigung beider<br />
Trends 0, 27 K Jahr −1 . Dabei stammen etwa ein Drittel dieser Differenz aus dem Einfluss des<br />
αeff Trends und zwei Drittel aus dem Trend im nNO.<br />
Abb. 32.2: Trends der ionosphärischen Absorption auf unterschiedlichen Frequenzen bei konstantem<br />
solaren Zenitwinkel nach Eliminierung des solar und geomagnetisch bedingten Anteils.<br />
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