Paul Hartogh (MPS Göttingen)
Auswirkungen des geomagnetischen Feldes auf die vertikale Kopplung durch Schwerewellen in der Thermosphäre/Ionosphäre
Sich vertikal ausbreitende Schwerewellen (GW) stellen nicht nur den zentralen Kopplungsmechanismus zwischen der unteren Atmosphäre und dem Thermosphäre/Ionosphäre (TI) System dar, sondern haben auch einen wichtigen Einfluss auf das Erdklima. Ein Großteil der Schwerewellen hat ihren Ursprung in der Troposphäre, von wo aus sie Energie und Impuls zwischen den verschiedenen atmosphärischen Schichten übertragen. Ionenreibung und molekulare Viskosität sind die wichtigsten Dissipationsmechanismen der Schwerewellen in der TI. Magnetfeldschwankungen verändern die Brechungseigenschaften der Atmosphäre (großräumige Temperatur- und Windfelder) und verändern damit die Dissipation durch Ionenreibung. Das Primärziel dieses Projektes ist die Erforschung und Quantifizierung der Einwirkungen von Magnetfeldvariationen auf die Ausbreitung und Wirkungsmechanismen der Schwerewellen, die aus der unteren Atmosphäre stammen und die daraus resultierende dynamische Rückkopplung des T/I-Systems. Vor allem soll untersucht werden, ob Schwerewellen eine Verbindung zwischen dem Trend der Magnetfeldabschwächung und der beobachteten unerklärlich starken Abkühlung der Thermosphäre herstellen können. Die Untersuchung soll mit dem Coupled Middle Atmosphere Thermosphere-2 (CMAT2) genannten allgemeinen Zirkulationsmodell durchgeführt werden. Ein wichtiger Teil von CMAT2 ist die von uns entwickelte und implementierte state-of-the-art spektrale, nichtlineare GW-Parametrisierung. Die Ergebnisse neuer numerischer Simulationen mit CMAT2 sollen mit Beobachtungen von Satelliten, u.a. mit denen der Swarm-Mission, verglichen werden. Wir erwarten, neben Fortschritten im fundamentalen Verständnis der Schwerewellenkopplung auch zu Verbesserungen von Weltraumwettervorhersagen beitragen zu können.