Paul Hartogh (MPS Göttingen)
Kopplung der solaren und geomagnetischen Aktivität mit der räumlichen Verteilung von Trends in Treibhausgasen in der oberen Atmosphäre
Die Struktur und Zusammensetzung des Thermosphäre-Ionosphäre Systems (T/I) wird stark durch die solare EUV-Strahlung beeinflusst. Die andere wichtige externe Quelle von Variabilität in dieser Atmosphärenregion ist das geomagnetische Feld, das geladene Teilchen in die Atmosphäre leitet, wo sie insbesondere um die Pole herum ihre Energie abgeben. Wie neue Daten zeigen, können auch interne Antriebsprozesse sowohl auf kurzen (Tage) als auch langen (Jahre) Zeitskalen die T/I-Variabilität dominieren. Eine wesentliche Rolle wird dabei dem langsamen, aber kontinuierlichen Anstieg von CO2 in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre (MLT) zugeschrieben, der zu verstärkter Strahlungskühlung und damit einhergehender Kontraktion der Atmosphäre führt. Auch andere Treibhausgase können auf kürzeren Zeitskalen die T/I-Variabilität stark modulieren, u.a. Ozon und NO. Das Hauptziel dieses Projektes ist es zu untersuchen, wie die räumliche Verteilung von Langzeittrends in MLT-Treibhausgasen mit der T/I-Langzeitvariabilität gekoppelt ist. Dabei sollen sowohl Boden- als auch Satellitendaten von CO2, O3, NO, H2O sowie Elektronendichten herangezogen werden. Durch Kombination von Daten der Satelliten CHAMP, GRACE, SWARM, COSMIC, GOMOS, ACE-FTS, MLS, SABER, MIPAS, HALOE und AIM soll eine nahezu globale Abdeckung über einen Zeitraum von fast 2 Sonnenzyklen erreicht werden. Aus diesen Daten soll eine globale Klimatologie erstellt werden als Grundlage für die Ableitung von Langzeittrends und ihrer Korrelation in Zeit, Raum und T-I Parametern, einschließlich der Untersuchung von möglichen zeitlichen Verzögerungen in der Variabilität. Ferner sollen chemische und dynamische Wirkmechanismen der T-I Reaktion auf diese Variabilität identifiziert sowie zum ersten Mal echte Abkühlungs- und Aufheizraten aus den globalen Klimatologien und ihre Korrelationen in der T-I Region berechnet werden. Diese können auch später direkt in allgemeinen Zirkulationsmodellen anstatt der aus Volumenemissionsraten gewonnenen Abkühlraten verwendet werden.