Matrixgruppe: PMSE und NLC

In der sommerlichen Mesopausenregion (Höhe ca. 80-90 km) werden regelmäßig Schichtphänomene beobachtet. Diese leuchtenden Nachtwolken (NoctiLucent Clouds: NLC) und Mesosphärischen Sommerechos (Polar Mesospheric Summer Echoes: PMSE) sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt und werden international intensiv untersucht. Auch vom Weltraum aus werden diese Wolken regelmäßig beobachtet und Polar Mesospheric Clouds (PMC) genannt.

Obwohl diese Phänomene seit längerem beobachtet und erforscht werden, sind auch heute noch nicht alle mikrophysikalischen Eigenschaften der Konstituenten bekannt. Insbesondere für die Entstehung der PMSE aber auch die Bildung der kleinsten Patrikel in NLC gibt es widersprüchliche Theorien. Bekannt ist aber, dass beide Phänomene größtenteils durch winzige Eispartikel zustandekommen, die an der kalten Sommermesopause entstehen. Die Bildung und das Anwachsen des Eises hängt empfindlich vom Zustand der Atmosphäre ab, insbesondere von Temperatur und Wasserdampf. Durch verschiedene Fernerkundungs- und in-situ-Methoden sowie mikrophysikalischer Modellierung ist heute nachgewiesen und verstanden, dass die Teilchen nur wenige nm bis einige 10 nm klein sind. Dies bedeutet aber auch, dass sie schnell und intensiv auf Änderungen der Atmosphäre reagieren.

Mit der Kombination der Beobachtungen und Modellierungen der drei Abteilungen des IAP werden spezielle Aspekte der Natur der Schichtphänomene untersucht und bestimmt, inwieweit die Beobachtung der Eisteilchen direkt auf Änderungen der Atmosphäre übertragen werden kann. Wie eng NLC und PMSE miteinander verbunden sind, zeigen gemeinsame Lidar- und Radarbeobachtungen. Hierdurch wird z.B. der Zusammenhang von Eis-, Ladungsdichte und Turbulenz untersucht. Durch die Kombination der Instrumente ist es aber auch möglich, die Auswirkungen der Vertikalbewegung auf die NLC-Schicht direkt zu untersuchen. Sind diese Zusammenhänge besser verstanden, können globale Bebachtungen der Wolken durch Satelliten besser in Hinblick auf Schwerewellen interpretiert werden.

Anhand von Satellitenbeobachtungen von PMC können z.B. Modellrechnungen von Veränderungen in der Mesopausenregion selbst auf Zeitskalen von einigen Dekaden überprüft werden. Durch eine Kombination von Beobachtung und Modell ist es schließlich möglich, die Ursachen der Veränderungen zu untersuchen und die verschiedenen Anteile der globalen Veränderungen aufzuschlüsseln.

Sprecher: Dr. Gerd Baumgarten and Dr. Irina Strelnikova