Untersuchung der vertikalen Kopplung durch Schwerewellen in der Marsatmosphäre

• Antragsteller: Dr. Alexander Medvedev
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246033800

Die vertikale Ausbreitung von Schwerewellen (SW) stellt einen wichtigen Kopplungsmechanismus verschiedener Höhenbereichen aller stabil geschichteter Planetenatmosphären dar. Obwohl SW in der Marsatmosphäre mehrfach größere Amplituden erreichen als auf der Erde, wurde ihre Bedeutung bisher verkannt (zumindest unterhalb von 100 km Höhe) oder schlicht nicht verstanden. Der Schwerpunkt der hier vorgeschlagenen Arbeiten ist es die Rolle von mesoskaligen SW in der unteren, mittlere und obere Marsatmosphäre zur Erhaltung der Zirkulation zu untersuchen und zu quantifizieren sowie die Kopplung zwischen den atmosphärischen Schichten zu analysieren. Dabei konzentrieren sich die vorgeschlagenen Studien auf folgende eng miteinander verflochtene spezifische Fragestellungen: 1) wie verhalten sich SW in der CO2-dominierten Marsatmosphäre hinsichtlich ihrer Erzeugung, Ausbreitung und Dissipation? 2) Wie beeinflussen dissipierende SW die Marsatmosphäre? Untersucht und quantifiziert werden sollen dabei deren Einfluss auf den Antrieb der allgemeinen Zirkulation, den Zusammenhang zwischen Variabilität der mittleren Atmosphäre und Staubstürmen, die Bildung von Wolken in der mittleren Atmosphäre und andere aktuelle Themen der gegenwärtigen Marsatmosphärenforschung. Das Projekt soll mit Hilfe eines umfassenden allgemeinen Zirkulationsmodells der Marsatmosphäre, gekoppelt mit einer hochaktuellen SW Parametrisierung angegangen werden. Im Rahmen des Projektes soll das Modell weiter verbessert werden, neue numerische Simulationen durchgeführt werden sowie die Ergebnisse anhand bereits existierender und zukünftig zur Verfügung stehender Datensätze (inklusive Daten der NASA MAVEN Mission, deren Start dieses Jahr geplant ist) verifiziert werden. Mit Hilfe dieser neu entwickelten Modellwerkzeuge, die einer breiten wissenschaftlichen Gemeinde zugänglich gemacht werden sollen, wird sich die Dichte der oberen Atmosphäre wesentlich präziser als bisher voraussagen lassen, so dass Mars Satellitenorbits wesentlich besser vorausgesagt werden können (z.B. für die Atmosphärenbremsung des Satelliten, "Aerobraking"). Ferner lassen sich diese Werkzeuge auch zum besseren Verständnis der Kopplungsmechanismen anderer Planetenatmosphären anwenden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan, USA
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Erich Becker; Dr. Paul Hartogh; Dr. Takeshi Kuroda; Professor Dr. Erdal Yigit