Temperaturen bei 54° N

Thermische Struktur der Atmosphäre in mittleren Breiten (54° N) von der Troposphäre bis in die untere Thermosphäre

Zielsetzung

Voraussetzung für ein besseres Verständnis des Klimas der Erde ist das Wissen über den zeitlichen und räumlichen Temperaturverlauf in einem möglichst großen Teil der Atmosphäre. Am IAP wurde ein Verfahren entwickelt, um weltweit einzigartig, durchgehende Temperaturprofile und die Temperaturvariation durch Wellen zwischen 1 und 105 km Höhe zu messen. Dabei kommen in Kühlungsborn zwei verschiedene Lidars (K-Lidar und RMR-Lidar) und verschiedene Temperaturmessmethoden zum Einsatz.

Mit Hilfe der beiden Lidar-Systeme lassen sich zeitliche Veränderungen der Temperatur bei Nacht beobachten. Es werden Zeitauflösungen von 10 min bis 1 h und Höhenauflösungen von ca. 1 km erreicht. Der statistische Messfehler liegt über weite Höhenbereiche bei 1,5 - 2,5 K. Diese Datensätze ermöglichen, neben einem verbesserten Wissen über die Absoluttemperatur von der Troposphäre bis in die untere Thermosphäre, genaue Studien der zeitlichen Temperaturverläufe. Es zeigen sich Wellenstrukturen in den zeitlichen Abweichungen von der mittleren Temperatur, die sich mit der Höhe verändern. Ursache für diese Abweichungen sind atmosphärische Wellen, die auf die Dynamik und Temperaturstruktur der mittleren und oberen Atmosphäre einen starken Einfluss haben. Bereits seit einigen Jahren beschäftigen sich Wissenschaftler mit der Erforschung von Schwere- und Gezeitenwellen, aber erst die hier vorgestellten Messungen ermöglichen aufgrund des großen Höhenbereichs die gleichzeitige Beobachtung von Schwerewellen in ihrer Quellregion (Troposphäre/Tropopausenregion) sowie ihre Ausbreitung, Filterung und Brechung in der mittleren Atmosphäre (bis 105 km). Dabei gestattet die Zeitauflösung die Erfassung von Wellen mit Perioden zwischen 20 min und 8 h.

Methoden

Ergebnisse

Beispiel

Nachtmittel-Temperaturprofil zwischen 1 und 105 km am 2./3. April 2005