Dynamik der Mesosphäre und unteren Thermosphäre

Wissenschaftliche Ziele

Eine wesentliche Voraussetzung zum besseren Verständnis der Dynamik des Gebietes der Mesosphäre und unteren Thermosphäre (ein Höhenbereich zwischen etwa 60 - 110 km) ist die Ableitung mittlerer repräsentativer Windfelder einschließlich ihrer natürlichen Variabilität, die maßgeblich durch unterschiedliche atmosphärische Wellen (Gezeiten, planetare Wellen Schwerewellen) verursacht wird. Dabei werden vor allen Dingen die Ergebnisse von MF- Radars und Meteorradars in Juliusruh (54,6°N, 13,4°E) und Andenes (69,3°N, 16,0°E) verwendet, da mit ihnen der angegebene Höhenbereich ganzjährig untersucht werden kann. Mit den VHF-Radars werden demgegenüber nur aus einem begrenzten Höhenbereich (80 - 90 km) während der Sommermonate mesosphärische Radarechos beobachtet, deren Häufigkeit und Stärke in den Äquinoktial- und Wintermonaten in Höhen unter 80 km noch deutlich geringer ist. Allerdings liefern die Messungen mit den VHF-Radars eine deutlich bessere zeitliche und räumliche Auflösung.

Folgende Schwerpunkte werden deshalb vorwiegend mit den genannten MF- und Meteorradars bearbeitet:

  • Jahreszeitliche Variation des Zonal- und Meridionalwindes und der halb- und ganztägigen Gezeitenwellen (Amplitude und Phase)
  • Untersuchung der Kopplung unterschiedlicher Atmosphärenschichten (Einfluss stratosphärischer Erwärmungen und planetarer Wellen auf das Windfeld in der Meso-/unteren Thermosphäre)
  • Einfluss des mesosphärischen Windfeldes auf die Häufigkeit und Stärke mesosphärischer VHF-Radarechos
  • Ableitung charakteristischer Turbulenzparameter aus Beobachtungen mit den MF-Radars in Saura und Juliusruh (jahreszeitliche Variationen, Zusammenhang mit mesosphärischenVHF-Radarechos)
  • Vergleich der experimentellen Windfelder (einschließlich Analysen von Fremddaten) mit unterschiedlichen Modellergebnissen

Methoden und Instrumente

  • MF-Radars in Juliusruh und Andenes
  • Meteorradars in Juliusruh und Andenes
  • VHF-Radars in Kühlungsborn und Andenes
  • Modelle COMMA/IAP und LIMA
  • KMCM und lineares Gezeitenmodell
  • HAMMONIA (MPI Hamburg)

Kooperationen

  • Abteilungen „Optische Sondierungen“ und „Theorie und Modellierung“ des IAP
  • Ch. Jacobi, Universität Leipzig, Institut für Meteorologie
  • H. Schmidt, MPI für Meteorologie, Hamburg
  • D. Fritts, Colorado Research Associates, Boulder, USA
  • W. Hocking, University of Western Ontario, London, Ontario, Kanada
  • M. Gausa, Andoya Rocket Range, Norwegen
  • Y. Murayama, National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo, Japan
  • T. Nakamura, RISH, Kyoto, Japan
  • A. H. Manson,  Institute of Space and Atmospheric Studies, University of Saskatchewan, Saskatchewan, Kanada
  • Y. Portnyagin, Institute of Experimental Meteorology, Obninsk, Russland