Auswirkungen solarer Aktivitätsänderungen auf die Erdatmosphäre

Einfluss der solaren Aktivität auf das mesosphärische Windfeld

Variation der solaren Lyman a Strahlung (Woods, lasp.colorado.edu/LISIRD/, 2006) zwischen 1990 und 2005 (schwarz: monatliche Mittelwerte, rot: jährliche Mittelwerte).

Seit 1990 werden in Juliusruh (54,6°N; 13,4°O) kontinuierliche Windmessungen in der Mesosphäre mit Radaranlagen im Mittelwellenbereich durchgeführt, bis Frühjahr 2003 mit einem FM-CW Radar auf 3,18 MHz und danach mit einem normalen Impulsradar auf derselben Frequenz (Juliusruh-MF-Radar). Im Zeitraum von 1990 bis 2005 hat sich die solare Aktivität markant verändert. Im Bild ist die Variation der solaren Lyman α Strahlung dargestellt, die für den Bereich der Mesosphäre die wichtigste Ionisationsquelle darstellt. Danach hat sich die Lyman α Strahlung vom solaren Aktivitäts-Minimum zum –Maximum um mehr als 60% erhöht.

Jahreszeitliche Variation des partiellen Regressionskoeffizienten zwischen dem mesosphärischen zonalen Wind in Juliusruh und der solaren Lyman a Strahlung in unterschiedlichen Höhen. Das Signifikanzniveau der Regressionswerte ist >95% (rote Punkte), >90% (schwarze Punkte) oder < 90% (Kreuze).

Um den Einfluss der solaren Wellenstrahlung auf das mesosphärische Windfeld abschätzen zu können, wurden auf der Basis monatlicher Mittelwerte Regressionsanalysen durchgeführt. Danach nehmen der sommerlichen Ostwinde (negative Werte) und der winterlichen Westwinde (positive Werte) in der Mesosphäre mit steigender Sonnenaktivität deutlich zu. Dieser Sachverhalt ist im beiliegenden Bild zu erkennen, wo die monatlichen Regressionskoeffizienten aufgetragen sind für unterschiedliche Höhen zwischen 70 km und 90 km.

Bei der meridionalen Windkomponente wurden vorwiegend positive Regressionskoeffizienten abgeleitet mit größeren Werten im Sommer bei gleichzeitig erhöhten Signifikanzniveaus. Der solare Einfluss auf die halbtägige Gezeitenamplitude ist sehr gering und nicht signifikant. Für weitere Einzelheiten siehe Keuer et al. (2007).

Ergebnisse

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