Schwerewellenmorphologie anhand von Lidarmessungen über Kühlungsborn

Zielsetzung

Seit Sommer 2002 werden in Kühlungsborn Lidar-Temperaturmessungen bei Nacht von der Troposphäre bis in die untere Thermosphäre durchgeführt. In jeder der mehr als 230 Nächte wurden durch Wellen verursachte Temperaturschwankungen festgestellt, allerdings mit unterschiedlicher Amplitude und vertikaler Struktur.

Neben der Berechnung der mittleren Temperaturen von der Troposphäre bis zur unteren Thermosphäre werden die Schwankungen der Temperatur abhängig von Zeit und Höhe quantifiziert, um daraus die Wellenparameter wie z.B. Amplituden und vertikale Wellenlängen abzuleiten. Dabei ist es oft hilfreich, die einzelnen Temperaturprofile mit dem Nachtmittel zu vergleichen und den zeitlichen Verlauf der Abweichung der Temperaturen vom Mittelwert zu betrachten. In der Abbildung wird dies für den 25. bis 27. Februar 2003. Das K-Lidar hat in diesem Zeitraum durchgehend gemessen und ermöglicht eine ununterbrochene Temperatur-Berechnung im Höhenbereich von 90 km. Allerdings wurde mittags die solare Hintergrundstrahlung so groß, dass der statistische Temperaturfehler 10 K überschritt und die Daten hier aus der Auswertung herausgenommen wurden. Rayleigh- und Rotations-Raman-Temperaturen können zurzeit nur während der Nacht gemessen werden. In beiden dargestellten Nächten sind die abwärts laufenden Phasen der sich nach oben ausbreitenden Wellen erkennbar. Die Farbcodierung macht dominierende Wellenlängen im Bereich von 10-20 km deutlich, abhängig von Zeit und Höhe.

Ziele der Untersuchungen mit Hilfe von Lidarmessungen sind die nähere Charakterisierung der Amplitude, der vertikalen Wellenlänge und Phasengeschwindigkeit aller Wellen mit Periodendauer zwischen 20 min und 8 h.  

Temperaturabweichungen

Temperaturabweichungen vom Nachtmittel vom 25.-27. Februar 2003.