Forschungsschwerpunkte

Die Beiträge der Abteilung Theorie und Modellierung zu den Forschungsgebieten des Instituts sind folgende:

Kopplung der atmosphärischen Schichten

Die Erforschung der Kopplung der atmosphärischen Schichten mit Fokus auf der mittleren Atmosphäre erfordert eine Betrachtung, die sich von Oberfläche bzw. der Troposphäre bis zur unteren Thermosphäre erstreckt. Die wichtigsten dynamischen Vorgänge hierbei sind Wellenbewegungen, deren Skalen von planetaren Abmessungen (10 tausend Kilometer) bis hin zur Mesoskale (wenige 10 km) reichen. Die Wechselwirkungen der Wellen mit dem Grundstrom sowohl untereinander hängen eng mit der Generierung von Turbulenz sowie mit einer großräumigen Zirkulation zusammen. Letztere erstreckt sich über alle Höhengebiete und umfasst in derden oberen Schichten beide Hemisphären. Der damit einhergehende Spurenstofftransport hat wiederum Auswirkungen auf den  Strahlungshaushalt. Folgende Schwerpunkte werden bearbeitet:

Erforschung der Mesosphäre und unteren Thermosphäre

Mittelfristige Variationen auf Zeitskalen von Wochen bis zu wenigen Monaten, die für Theoretiker und Beobachtergleichermaßen interessant sind, werden im Hinblick auf die Wechselwirkung von Zirkulation, Wellen und Turbulenz untersucht.

Langfristige Veränderungen in der mittleren Atmosphäre

Langfristige Veränderungen der Atmosphäre können durch extern vorgegebene Trends erzwungen sein oder Ausdruck natürlicher interner Variabilität sein. Die Feststellung von Veränderungen wird durch die Zuordnung der Prozesse vervollständigt:

Für die Arbeit an diesen Forschungsschwerpunkten werden verschiedene Theorien und Diagnosen auf Simulationen und Beobachtungen angewandt. Im Rahmen einer Modell-Hierarchie werden in der Abteilung zwei Zirkulationsmodelle und ein Chemie-Transport-Modell kontinuierlich genutzt und weiterentwickelt.