SPP 1176:  Klima und Wetter des Systems Sonne/Erde

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften ; Physik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5472167

Ziel des Schwerpunktprogramms ist ein besseres Verständnis des Einflusses der Sonne auf die Erdatmosphäre auf Zeitskalen von Stunden bis Jahrhunderten. Im Vordergrund stehen Fragen, die das solar-terrestrische System als Ganzes beinhalten. Die Sonne modifiziert die Atmosphäre durch die Absorption von Strahlung und Teilchen, durch die Erzeugung und Veränderung von photochemisch relevanten Spurengasen sowie durch die Anregung von Wellen (inklusive Gezeiten). Die beteiligten physikalischen und chemischen Prozesse sind durch eine Reihe von komplizierten Mechanismen gekoppelt. Obwohl die Gesamtintensität der solaren Strahlung um weniger als 0,1 Prozent schwankt, kann der solare Antrieb in der Erdatmosphäre stark variieren, insbesondere in der oberen Atmosphäre. Hier wird der energiereiche Teil des solaren Spektrums, welcher um mehrere 100 Prozent variieren kann, absorbiert. Durch verschiedenartige Kopplungsprozesse kann eine lokale Störung vertikal und horizontal bis in große Entfernungen transportiert werden. Die mittel- und langfristigen Variationen der solaren Aktivität und ihr Einfluss auf die Erdatmosphäre sind auch zur Einschätzung des anthropogenen Klimatrends von Bedeutung.
Folgende Themenfelder werden im Schwerpunktprogramm bearbeitet:
-- Charakterisierung der Variabilität des solaren Antriebs durch elektromagnetische Strahlung und durch den Einfall von Teilchen.
-- Reaktion der Struktur der Atmosphäre auf die solare Variabilität im Höhenbereich von der Troposphäre bis zur Thermosphäre und auf Zeitskalen von Stunden bis Jahrhunderten.
-- Untersuchung der Kopplungsmechanismen innerhalb der Atmosphäre, einschließlich des Transportes von Spurengasen und der Erzeugung, Ausbreitung und Vernichtung von Wellen.
-- Nachweis des solaren Signals in nicht direkt beeinflussten atmosphärischen Parametern sowie Untersuchung der relevanten physikalischen und chemischen Prozesse.
-- Vergleich der durch solare Aktivitätsschwankungen bedingten langfristigen Veränderungen mit anthropogenen Klimatrends. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf Höhenschichten oberhalb der Troposphäre.
-- Laboruntersuchungen zu physikalischen Prozessen, die für die oben beschriebenen Kopplungsmechanismen wichtig sind.
Im Rahmen des Schwerpunktprogramms werden Projekte gefördert, die experimentelle Beiträge und/oder Untersuchungen mit Modellen zu einem oder mehreren der oben genannten Themenbereiche liefern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Großbritannien, USA, Weißrussland

Projekte

• Application as coordinator of the CAWSES priority programme (Antragsteller Lübken, Franz-Josef )
• Atmospheric coupling by gravity waves:climatology of gravity wave activity, mesopheric turbulence and their relations to solar activity (Antragsteller Singer, Werner )
• Cimatology of planetary waves seen in ionospheric F-region pertubations using TEC of GPS (CTW-TEC) (Antragsteller Jacobi, Christoph )
• Cimatology of planetary waves seen in ionospheric F-region pertubations using TEC of GPS (CTW-TEC) (Antragsteller Jakowski, Norbert )
• Data assimilation and model calculations to study chemistry climate interactions and solar impact in the polar stratosphere - Phase 2 (DACCS) (Antragstellerinnen / Antragsteller Burrows, John Philip ;  Langematz, Ulrike )
• Detection of electrically charged clouds and aerosols by means of second harmonic generation (SHG) at the droplet-air interface (Antragsteller Stelmaszczyk, Kamil )
• Energetic particle transport in the atmosphere and environmental of the Earth, cosmic rays, solar energetic particles, heliospheric and atmospheric transport (Antragsteller Heber, Bernd )
• Gravitiy wave coupling processes and their decadal variation (Antragsteller Ern, Manfred )
• Gravitiy wave coupling processes and their decadal variation (Antragsteller Jacobi, Christoph )
• Gravitiy wave coupling processes and their decadal variation (Antragsteller Wickert, Jens )
• Gravity wave Ray tracing Parameterization and its Effects in Solar cycle modeling (GRAPES) (Antragsteller Preuße, Peter )
• Gravity Waves - Experimental Constraints, Intercomparison and Effects of the Sun (Antragsteller Ern, Manfred )
• Impact of planetary waves and solar proton events on long-term variations of noctilucent clouds II (Antragsteller von Savigny, Ph.D., Christian )
• Influence of internal gravity waves on the thermosphere above the turbopause (Antragsteller Hartogh, Paul )
• Influence of irregular temperature variations caused by gravity waves on the infrared radiative cooling/heating of the mesosphere/lower termosphere (Antragsteller Pauldrach, Adalbert Wilhelm Alois )
• Influence of the mean circulation on gravity wave generation (Antragsteller Hartogh, Paul )
• Influence of the solar radiation on the diurnal and seasonal variability of 0³ and H²0 in the stratosphere and lower mesosphere based on continuous observations in the tropics and high Arctic (Antragsteller Hochschild, Gerd ;  Notholt, Justus )
• Influence of the solar radiation on the diurnal and seasonal variability of O3 and H2O in the stratosphere and lower mesosphere based on continuous observations in the tropics and high Arctic (Antragsteller Hochschild, Gerd )
• Investigation of nonmigrating thermospheric tidal waves in density and wind as observed by CHAMP (Antragsteller Lühr, Hermann )
• Investigation of solar UV irradiance variation on hourly to decadal time scales and its impact on middle atmospheric ozone and ozone-climate interaction (Antragsteller Weber, Mark )
• Investigation of the influence of charged aerosol particles on the scattering of radar waves using EISCAT (Antragsteller Rapp, Markus )
• Investigations of the solar influence on middle atmospheric water vapour and ozone during the last solar cycle - analysis of the MPS data set (Antragsteller Hartogh, Paul )
• Ionisation of the Middle Atmosphere by Energetic Particles (Antragstellerin Kallenrode, May-Britt )
• Laboratory experiments on the microphysics of electrified cloud droplets (Antragsteller Leisner, Thomas )
• Middle Atmosphere NOx variations and solar UV VAriability: Examples to study mesospheric/stratospheric coupling and the impact of solar variability on stratospheric ozone (Antragsteller Reddmann, Thomas )
• Middle Atmosphere NOx variations and solar UV VAriability: Examples to study mesospheric/stratospheric coupling and the impact of solar variability on stratospheric ozone (Antragsteller Konopka, Paul )
• Modelling and Observation of Sporadic E Layers and their dependence on upper atmospheric dynamics (Antragsteller Wickert, Jens )
• Models of solar total and spectral irradiance variability of relevance for climate studies (Antragsteller Solanki, Sami K. )
• Nonmigrating tidal coupling from the MLT region into the ionosphere and upper thermosphere (Antragsteller Lühr, Hermann )
• Nonmigrating tides in the mesosphere and lower thermosphere: variability and aeronomic implications- Phase III (Antragsteller Koppmann, Ralf )
• Observation and modelling of the upper atmospheric density and winds and their dependence on the geomagnetic conditions (Antragsteller Lühr, Hermann )
• Project on Solar Effects on Chemistry and Climate Including Ocean Interactions (ProSECCO) (Antragstellerin Langematz, Ulrike )
• Project on Solar Effects on Chemistry and Climate Including Ocean Interactions (ProSECCO) (Antragsteller Brühl, Christoph )
• Response of Atomic Hydrogen and Oxygen to Solar Radiation Changes: Measurements and Simulations (Antragsteller Riese, Martin )
• Satellite and model studies of galactic cosmic rays and clouds, modulated by solar activity (Antragsteller Schiller, Cornelius )
• Solar contribution to the variability of middle atmosphere solar tides in their interaction with zonal-mean-flow variations, planetary waves and gravity waves (Antragsteller Achatz, Ulrich )
• Solar variability and trend effects in layers and trace gases in the upper atmosphere (SOLEIL) (Antragsteller Lübken, Franz-Josef )
• Solar variability Impacts on the chemical Composition of the Middle Atmosphere: measurements and model predictions (SICMA III) (Antragstellerin Sinnhuber, Miriam )
• Support proposal for refurbishment and replacement of a micorwave spectrometer to be used in the priority programme CAWSES (Antragsteller Lübken, Franz-Josef )
• Temperature Variations on Extreme Time Scales (Antragsteller Offermann, Dirk )
• The Atmospheric Response to Solar Variability: Simulations with a 3D Particle Precipitation Model for the Entire Atmosphere (Antragstellerin Kallenrode, May-Britt )
• The Atmospheric Response to Solar Variability: Simulations with a General Circulation and Chemistry Model for the Entire Atmosphere (Antragsteller Schmidt, Hauke )
• The Atmospheric Response to Solar Variability: Simulations with a General Circulation and Chemistry Model for the Entire Atmosphere (Antragstellerin Kallenrode, May-Britt )
• The Influence of Solar Radiation Perturbations on the Coupling of Atmospheric Layers - SORACAL (Antragsteller Kirchner, Ingo ;  Peters, Dieter H.W. )
• Time-dependent transport of energetic particles in the atmosphere, magnetosphere and heliosphere, reconstruction of the long-term flux heliospheric environment, atmospheric ionisation, production of neutrons and cosmogenic isotopes (Antragsteller Fichtner, Horst ;  Heber, Bernd )
• Towards an All-Inclusive Earth System model (TIES): Merging lower, middle and upper atmospheric models to study solar effects (Antragsteller Baumgärtner, Andreas )
• Trace gas observations for the investigation of mean age and stratospheric transport under the influence of solar variability and long term change (Antragstellerin Stiller, Gabriele P. )
• Trace gas observations for the investigation of mean age and stratospheric transport under the influence of solar variability and long term change- part III (Antragstellerin Stiller, Gabriele P. )

• Sprecher: Professor Dr. Franz-Josef Lübken