Trends in der Meso- und Thermosphäre

Wissenschaftliche Ziele

Untersuchungen langfristiger Trends in der Erdatmosphäre sind von großem wissenschaftlichen und politischen Interesse, da sie Hinweise auf mögliche anthropogene Einflüsse liefern können.

Trendanalysen werden vor allen Dingen mit folgenden Messgrößen aus der Meso- und Thermosphäre durchgeführt:

  • Reflexionshöhen im Langwellenbereich in Kühlungsborn. Aus diesen Beobachtungen lassen sich Angaben über Trends des atmosphärischen Drucks in einer Höhe von etwa 82 km ableiten, die dann auf Temperaturänderungen unterhalb dieser Höhe zurückgeführt werden können.
  • Windmessungen in Juliusruh und an fremden Stationen im Höhenbereich der Mesosphäre/unteren Thermosphäre. Dabei werden sowohl der Grundwind als auch die Gezeitenkomponenten untersucht.
  • Häufigkeit, Stärke und saisonale Dauer von mesosphärischen Radarechos in polaren (PMSE) und mittleren Breiten (MSE). Aus langzeitigen Variationen dieser Daten lassen sich Aussagen über mögliche Trends in der Temperatur und/oder dem Wasserdampf in Mesopausenhöhe ableiten.
  • Ionosondenmessungen in der Thermosphäre. Mit unterschiedlichen Standardparametern können Informationen aus einem Höhenbereich von 120 km bis etwa 300 km gewonnen werden.

Der Vergleich der experimentellen Trends mit Modellrechnungen soll Aufschluss darüber bringen, ob die beobachteten Trends allein durch den bekannten Anstieg der atmosphärischen Treibhausgase (CO2, CH4, O3, H2O...) bedingt sind.

Methoden und Instrumente

  • Phasenhöhenmessungen in Kühlungsborn
  • MF Radar und Ionosonde in Juliusruh
  • VHF Radare in Andenes und Kühlungsborn
  • Ionosonde in Juliusruh und von anderen, weltweit verteilten Stationen
  • Modelle COMMA/IAP und LIMA
  • Modell KMCM

Kooperationen

  • Abteilungen „Optische Sondierungen“ und „Theorie und Modellierung“ des IAP
  • Ch. Jacobi, Universität Leipzig, Institut für Meteorologie
  • R. O. Conkright, NOAA, NCAR Boulder Colorado, USA
  • J. Lastovicka, Institute of Atmospheric Physics, Prague, Czech Republic

Ergebnisse

  • Temperaturtrends aus Messungen der LW-Reflexionshöhen [mehr]
  • Einfluss stratosphärischer Ozontrends auf Trends in der unteren Thermosphere [mehr]