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Projekt
Schwerwellen-Kurzzeitvariabilität in der Thermosphäre / Ionosphäre induziert durch globalskalige Wellen (GRAVITIGLOW)
Antragsteller
Dr. Thai Trinh
Fachliche Zuordnung
Physik und Chemie der Atmosphäre
Förderung
Förderung von 2018 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403244968
Die vertikale Kopplung zwischen mittlerer Atmosphäre und Thermosphäre/Ionosphäre (T/I) durch atmosphärische Wellen spielt eine wichtige Rolle in der Energie- und Impulsbilanz der T/I. Diese Wellen umfassen globalskalige Wellen (planetare Wellen, Gezeiten) und mesoskalige Schwerewellen (GWs). Beobachtungen und Modelle zeigen, dass GWs während der Aufwärtsausbreitung mit globalskaligen Wellen interagieren können. Die daraus resultierende Modulation von GWs hat Einfluss auf die Größe von GW-Impulsflüssen, sowie den Ort und die Höhe wo GWs brechen. Dies hat Auswirkungen sowohl auf die globale Verteilung von GWs in der T/I, als auch auf den Wellenantrieb der globalen Zirkulation in der T/I. Außerdem sind globalskalige Wellen in der T/I selbst von der Interaktion mit GWs betroffen. Z.B. können sie durch Filterung der GW-Verteilung in niedrigeren Höhen verursachte Inhomogenitäten angeregt werden. Außerdem beeinflusst die selektive Filterung von GWs durch Variationen des Atmosphärenhintergrunds, insbesondere durch globalskalige Wellen, den Wellenantrieb in der T/I während plötzlicher Stratosphärenerwärmungen (SSWs). Daher sind simultane globale Beobachtungen von GWs und globalskaligen Wellen in der T/I zusammen mit globalen Beobachtungen in der mittleren Atmosphäre erforderlich, um diese Prozesse genauer zu verstehen.In diesem Projekt analysieren wir die durch globalskalige Wellen induzierte kurzfristige Variabilität von GWs. Hierfür werden verschiedene Satellitenmessungen verwendet: z.B. CHAMP, GOCE, GRACE, SWARM (in der T/I) und SABER, HIRDLS (in der mittleren Atmosphäre). In der T/I werden wir zusätzlich zu den globalen Verteilungen von GWs, die bereits erfolgreich von CHAMP und GOCE abgeleitet wurden, in ähnlicher Weise GW-Verteilungen aus Winden, Massen-, und Plasmadichten von SWARM, CHAMP und GRACE ableiten. Ferner werden für dieselben Parameter Gezeitenamplituden und -phasen für SWARM, CHAMP, GOCE und GRACE abgeleitet. Diese simultanen Beobachtungen von Gezeiten und GWs werden analysiert, um die Modulation von GWs durch Gezeiten abzuschätzen. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Variabilität der GW-Verteilung in der T/I während SSW-Ereignissen. Es wird untersucht, wie die Modulation von GWs durch Hintergrundvariationen, insbesondere durch globalskalige Wellen, die vertikale Kopplung durch GWs während SSWs beeinflusst. Hierbei werden Beobachtungen sowohl in der mittleren Atmosphäre als auch in der T/I mit hoher zeitlicher Auflösung analysiert. Zusätzlich wird GW Ray-tracing durchgeführt, um die Filterung des GW-Spektrums in der mittleren Atmosphäre während SSWs zu untersuchen. Die SABER-Langzeit-Datenreihe und die Kombination von SWARM, CHAMP, GOCE, und GRACE Daten bieten eine umfassende Sammlung von Studienfällen. Beobachtungen von GWs und Gezeiten, die von unserem Projekt abgeleitet wurden, sind auch wichtig für den direkten Vergleich mit Simulationen von Atmosphären-Zirkulationsmodellen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
