Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Ausbreitung und Entwicklung von Schwerewellen auf verschiedenen Hintergrundfeldern der Atmosphäre zu simulieren. Dafür wurde
das Raytracing-Programm GROGRAT verwendet. Die Hintergrundfelder stammen aus Analysedaten des ECMWF und Modelldaten des KMCM und wurden für Untersuchungen
der Projekte MSGWaves und GWLCycle ausgewählt.
Für die Analyse der Simulationsergebnisse wurde eine Sammlung von Abbildungen verschiedener Größen der Hintergrundfelder sowie der simulierten Schwerewellenparameter in verschiedenen Projektionen erzeugt, archiviert und exemplarisch präsentiert. Eine erste Analyse der Ergebnisse konnte den Einfluss des Zonalwindes auf den Schwerewellen-Impulsfluss bestätigen.
Zudem ergab eine vorläufige Auswertung gute Ausbreitungsbedingungen für Schwerewellen in den Hintergrundfeldern für das Projekt GWLCycle. Beim Zonalwind und dem Impulsfluss wurden transiente zonal asymmetrische Strukturen festgestellt. Dies muss aufgrund der über die Schwerewellen vermittelte Wechselwirkung zwischen den Atmosphärenschichten bei dem Auftreten plötzlicher Stratosphärenerwärmungen, wie sie im Projekt MSGWaves untersucht wird, berücksichtigt werden.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1. Motivation
- 1.2. Struktur der Atmosphäre
- 1.3. Wichtige physikalische Größen
- 1.4. Schwerewellen
- 1.5. Plötzliche Stratosphärenerwärmungen
- 1.6. Beobachtungen
- 1.7. Simulationen
- 1.8. Plan der Untersuchung
- 2. Modell und Datenmaterial
- 2.1. GROGRAT und IAPGRO
- 2.1.1. GROGRAT
- 2.1.2. IAPGRO
- 2.2. ECMWF-Analysedaten
- 2.3. KMCM-Modelldaten
- 3. Ergebnisse
- 3.1. GWL Cycle (ECMWF)
- 3.2. MSG Waves (KMCM)
- 4. Diskussion
- 4.1. GWL Cycle (ECMWF)
- 4.2. MSG Waves (KMCM)
- 5. Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Simulation der Ausbreitung und Entwicklung von Schwerewellen in der Erdatmosphäre. Dabei wird das Raytracing-Programm GROGRAT verwendet, um die Ausbreitung von Schwerewellen auf verschiedenen Hintergrundfeldern der Atmosphäre zu simulieren. Die Hintergrundfelder stammen aus Analysedaten des ECMWF und Modelldaten des KMCM und wurden für Untersuchungen der Projekte MSG Waves und GWL Cycle ausgewählt.
- Simulation von Schwerewellen in der Atmosphäre
- Anwendung des Raytracing-Programms GROGRAT
- Analyse von Hintergrundfeldern aus ECMWF-Analysedaten und KMCM-Modelldaten
- Untersuchung des Einflusses von Schwerewellen auf atmosphärische Prozesse
- Bedeutung von Schwerewellen für klimatische Bedingungen
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Die Einleitung stellt die Motivation für die Untersuchung von Schwerewellen dar und beschreibt den aktuellen Stand der Forschung. Es werden die wichtigsten physikalischen Größen und Prozesse in der Atmosphäre erläutert, insbesondere die Rolle von Schwerewellen für die atmosphärische Zirkulation.
- Kapitel 2: In diesem Kapitel werden die verwendeten Modelle und Datenmaterialien vorgestellt. Es wird detailliert auf das Raytracing-Programm GROGRAT und die verwendeten Datenquellen (ECMWF-Analysedaten und KMCM-Modelldaten) eingegangen.
- Kapitel 3: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Simulationen. Es werden die Ergebnisse für die beiden Projekte GWL Cycle (ECMWF) und MSG Waves (KMCM) separat dargestellt und analysiert.
- Kapitel 4: Die Diskussion der Ergebnisse beleuchtet die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit und geht auf die Bedeutung der Ergebnisse für das Verständnis von atmosphärischen Prozessen ein.
Schlüsselwörter
Schwerewellen, Raytracing, GROGRAT, Atmosphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, ECMWF, KMCM, GWL Cycle, MSG Waves, Impulsfluss, Zonalwind, Klimawandel
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- Jan Bahnsen (Autor), 2014, Simulationen von Schwerewellen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/335097
