Kopplung durch Schwerewellen

Trägheitsschwerewellen (kurz: Schwerewellen) existieren aufgrund von Auftriebskräften und der Corioliskraft und sind als Variationen der hydrodynamischen Variablen mit typischen Perioden zwischen 15 Minuten und 15 Stunden ersichtlich. Entscheidend für die vertikale Kopplung der Atmosphäre, bestimmen sie zu großen Teilen die Dynamik der Mesosphäre. Deshalb untersuchen wir den Lebenszyklus von Schwerewellen von der Anregung in der Troposphäre über die Ausbreitung durch die Stratosphäre bis zum Brechen in der Mesosphäre. Thermische Gezeiten sind ein eng verwandtes Thema.

Methoden

Grundlegend für die Untersuchungen der Schwerewellen sind analytische Modelle, die ständig weiterentwickelt werden. Numerische Simlationen werden mit verschiedenen mesoskalige und globalen Zirkulationsmodellen (zum Beispiel ICON-IAP und KMCM) und linearisierten Versionen (LIN-KMCM) durchgeführt. Für ausgewählte Fallstudien werden am IAP gewonnenen Beobachtungen mit Radiosonden, Radaren und Lidaren herangezogen und mit operativen Daten verglichen.

Jüngste Veröffentlichungen

  • Becker, E., 2017: Mean-Flow Effects of Thermal Tides in the Mesosphere and Lower Thermosphere. J. Atmos. Sci. 74,  6: 2043-2063, doi:10.1175/jas-d-16-0194.1.
  • Hien, S., J. Rolland, S. Borchert, L. Schoon, C. Zülicke & U. Achatz, 2017: Spontaneous gravity wave emission in the differentially heated rotating annulus experiment. J. Fluid Mech.: accepted.
  • Kishore Kumar, G., W. Singer, J. Oberheide, N. Grieger, P. P. Batista, D. M. Riggin, H. Schmidt & B. R. Clemesha, 2014: Diurnal tides at low latitudes: Radar, satellite, and model results. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 118: 96 - 105. doi:10.1016/j.jastp.2013.07.005.
  • Mirzaei, M., C. Zülicke, A. R. Mohebalhojeh, F. Ahmadi-Givi & R. Plougonven, 2014: Structure, energy and parametrization of inertia-gravity waves in dry and moist simulations of a baroclinic wave life cycle. J. Atmos. Sci. 71, 7: 2390 - 2414. doi:10.1175/JAS-D-13-075.1.
  • Mirzaei, M., A. R. Mohebalhojeh, C. Zülicke & R. Plougonven, 2017: On the quantification of imbalance and inertia-gravity waves generated in numerical simulations of moist baroclinic waves using the WRF model. J. Atmos. Sci. 74: 4241-4263, doi:10.1175/jas-d-16-0366.1.
  • Schoon, L. & C. Zülicke, 2017: Diagnosis of Local Gravity Wave Properties during a Sudden Stratospheric Warming. Atmos. Chem. Phys. Discuss.: in review, doi:10.5194/acp-2017-472, www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2017-472/.

Mitarbeiter

  • Christoph Zülicke
  • Erich Becker
  • Almut Gaßmann
  • Dieter H.W. Peters
  • Lena Schoon