Turbulenz in der Stratosphäre

Zielsetzung

Schwerewellen und Turbulenz spielen eine wichtige Rolle zum Verständnis der Energie-, Impuls-, und Spurenstoffbilanz in der Atmosphäre. Brechende Schwerewellen bilden immer kleinere Strukturen bis hin zu Turbulenzzellen, gleichzeitig können dabei neue Schwerewellen angeregt werden. Die Turbulenz in der Stratosphäre ist daher sowohl für das Verständnis der Schwerewellenausbreitung in die Mesosphäre als auch für das Verständnis der Stratosphäre selbst wichtig. In diesem Höhenbereich gibt es bisher kaum Messungen der Turbulenz (Stärke, Häufigkeit und Ausdehnung der Turbulenzzellen), da nur wenige geeignete Messverfahren zur Verfügung stehen. In-situ-Messungen finden vor allem unterhalb von 15 km (Flugzeug) oder oberhalb von ca. 60 km (Höhenforschungsraketen) statt. Fernerkundungsverfahren wie Radar oder Lidar liefern aus der Stratosphäre keine ausreichend genauen Daten, da die empfangene Signalstärke für die Auflösung kleinskaliger Turbulenz zu gering ist. Ballongetragene Messungen wurden vor allem in den 80er Jahren mit sog. „zero-pressure-balloons“ durchgeführt, die mehrere Stunden in einem Höhenbereich schwebten (meist 25-30 km). Das damals entwickelte Prinzip der Messung der Windscherung zwischen Ballon und Nutzlast wird in diesem Projekt wieder aufgegriffen. Am IAP wird dabei ein Messverfahren realisiert, bei dem die turbulenten Strukturen im horizontalen Windfeld vom Boden bis in ca. 35 km Höhe nachgewiesen werden sollen.

Methode

ILWAO

  • Die hier beschriebenen Aktivitäten sind Teil der Leibniz Graduiertenschule ILWAO.

Windfluktuationen

Windfluktuationen aus Turbulenzmessungen mit CTA-Sensor