Lidar measurements to Identify Streamers and analyse Atmospheric waves (LISA)
Zusammenfassung
Für ein besseres Verständnis des Klimawandels ist es von grundlegender Bedeutung, wie gut wir den allgemeinen Zustand (Dynamik und Chemie) in der Atmosphäre verstehen. Aeolus-Windmessungen ermöglichen erstmals die Ableitung von atmosphärischen Wellenstrukturen auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen und Windgradienten insbesondere über den Ozeanen, wo es Windmessungen bislang nur vereinzelt gibt.
Planetare Wellen (PW) sind Wellen, welche die großräumigen Wettermuster in mittleren Breiten auf Zeitskalen von mehreren Tagen bis zu Wochen in der Troposphäre bestimmen. Das Brechen PW kann zur Abschnürung von Druckzellen vom Jetstream führen. Ein Beispiel sind sogenannte Streamer-Ereignisse, die vorwiegend in den mittleren und hohen Breiten der unteren Stratosphäre auftreten. Während eines Streamer-Ereignisses ändert sich das Windfeld über eine vergleichsweise kleine horizontale Strecke recht stark. Es zeigt sich, dass Streamer hauptsächlich in der Übergangszone vom Nordatlantik zu Europa auftreten.
Starke Windgradienten können Schwerewellen (GW) anregen. GW haben typische vertikale Wellenlängen von einigen 100 m bis zu einigen Kilometern. GW sind die Haupttreiber der mittleren meridionalen Zirkulation der Mesosphäre und unteren Thermosphäre. Ihre Ausbreitung ist stark vom zonalen Wind in der Stratosphäre abhängig. Die Frage, wie viel Energie aus dem Feld planetarer Wellen letztlich in die Erzeugung von Schwerewellen umgesetzt wird, ist noch offen.
Ziele
- Drei Datenprodukte werden aus den Aeolus-Messungen abgeleitet: globale Karten der horizontalen Windscherung, der PW-Aktivität und der GW-Aktivität.
- Ergänzende Messungen werden verwendet, um die akustische GW-Aktivität am Boden und in großen Höhen weiter zu. Dies ermöglicht eine Gegenprüfung der zeitlichen Entwicklung der kinetischen Wellenenergiedichte und liefert auch zusätzliche Informationen über die dynamischen Bedingungen in der Stratosphäre.
- Die Datenprodukte werden im Rahmen einer Fallstudie an einem ausgewählten Streamer-Ereignis demonstriert. Die Aeolus-Daten werden mit ERA-5-Reanalysedaten verglichen.
- Die Datenprodukte werden auf einer Projekt-Webseite zur Verfügung gestellt.
Die Ergebnisse und Empfehlungen dieses Projekts werden in einer wissenschaftlichen Roadmap festgehalten, um die Methoden und ihre Anwendung weiter zu entwickeln.
