Lokaler Schwerewellenantrieb auf die mittlere Atmosphäre: Bildung, Auswirkungen, und Langzeittrends
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt MATELO-FILE, eine Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Meteorologie, Universität Leipzig und dem Department für Atmosphärenphysik, Karls-Universität Prag, umfasste die Erfassung und Modellierung von Schwerewellen und ihren lokalen Hotspots. Dazu gehörte insbesondere ihre Auswirkungen auf die Dynamik der mittleren Atmosphäre. Zusätzlich zur Analyse vorhandener Klimamodelldaten führten wir UA-ICON-Modellexperimente durch, bei denen ein Teil der Schwerewellenparametrisierung ausgeschaltet wurde. Unsere Ergebnisse bestätigen den Kompensationsmechanismus im UA-ICON-Modell, wonach die gestörte Schwerewellenreibung oft durch einen großskaligen Wellenantrieb mit entgegengesetztem Vorzeichen aufgehoben oder kompensiert wird. Dies wirkt sich auch auf die Mesosphäre nach raschen Stratosphärenerwärmungen aus: Wenn der nicht-orographische Schwerewellenwiderstand nicht vorhanden ist, führt der anomal verstärkte großskalige Wellenantrieb in der Mesosphäre zur Bildung einer anomaler Stratopause in etwa 85 km Höhe. Die Veränderungen in der residuellen Zirkulation, insbesondere aufgrund des Beitrags von Schwerewellen, sind auch wesentlich für die Erklärung der Veränderungen in der Telekonnektion der äquatorialen und polaren Stratosphäre (dem sogenannten Holton-Tan-Mechanismus), die sich in einem wärmeren Klima abschwächt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Response of the resolved planetary wave activity and amplitude to turned off gravity waves in the UA-ICON general circulation model. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 241, 105967.
Karami, Khalil; Mehrdad, Sina & Jacobi, Christoph
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Parameterized orographic gravity wave drag and dynamical effects in CMIP6 models. Climate Dynamics, 62(3), 2259-2284.
Hájková, Dominika & Šácha, Petr
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Sensitivity of Mountain Wave Drag Estimates on Separation Methods and Proposed Improvements. Journal of the Atmospheric Sciences, 80(7), 1661-1680.
Procházková, Zuzana; Kruse, Christopher G.; Alexander, M. Joan; Hoffmann, Lars; Bacmeister, Julio T.; Holt, Laura; Wright, Corwin; Sato, Kaoru; Gisinger, Sonja; Ern, Manfred; Geldenhuys, Markus; Preusse, Peter & Šácha, Petr
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The Climatology of Elevated Stratopause Events in the UA‐ICON Model and the Contribution of Gravity Waves. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128(7).
Karami, Khalil; Borchert, Sebastian; Eichinger, Roland; Jacobi, Christoph; Kuchar, Ales; Mehrdad, Sina; Pisoft, Petr & Sacha, Petr
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The Holton–Tan mechanism under stratospheric aerosol intervention. Atmospheric Chemistry and Physics, 23(6), 3799-3818.
Karami, Khalil; Garcia, Rolando; Jacobi, Christoph; Richter, Jadwiga H. & Tilmes, Simone
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Upper Atmosphere ICON model Time Slice experiment under 1985 repeated 30 years R2B4 resolution control run
Karami, K. & C. Jacobi
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Upper Atmosphere ICON model Time Slice experiment under 1985 repeated 30 years R2B4 resolution no nonorographic scale orographic gravity waves run
Karami, K. & C. Jacobi
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Upper Atmosphere ICON model Time Slice experiment under 1985 repeated 30 years R2B4 resolution no subgrid scale orographic gravity waves run
Karami, K. & C. Jacobi
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Arctic climate response to European radiative forcing: a deep learning study on circulation pattern changes. Weather and Climate Dynamics, 5(4), 1223-1268.
Mehrdad, Sina; Handorf, Dörthe; Höschel, Ines; Karami, Khalil; Quaas, Johannes; Dipu, Sudhakar & Jacobi, Christoph
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Climatology and trends of mesosphere/lower thermosphere gravity aves derived from combined LF spaced receiver and VHF Doppler wind observations at Collm. Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 62, 1 –12
Jacobi, C. & K. Karami
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Gravity waves generated by the Hunga Tonga–Hunga Ha′apai volcanic eruption and their global propagation in the mesosphere/lower thermosphere observed by meteor radars and modeled with the High-Altitude general Mechanistic Circulation Model. Atmospheric Chemistry and Physics, 24(8), 4851-4873.
Stober, Gunter; Vadas, Sharon L.; Becker, Erich; Liu, Alan; Kozlovsky, Alexander; Janches, Diego; Qiao, Zishun; Krochin, Witali; Shi, Guochun; Yi, Wen; Zeng, Jie; Brown, Peter; Vida, Denis; Hindley, Neil; Jacobi, Christoph; Murphy, Damian; Buriti, Ricardo; Andrioli, Vania; Batista, Paulo ... & Li, Na
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Long-term changes of mesosphere/lower thermosphere gravity waves over Collm, Germany. 2024 Kleinheubach Conference, 1-4. IEEE.
Jacobi, Christoph; Karami, Khalil; Kuchar, Ales; Renkwitz, Toralf; Latteck, Ralph & Chau, Jorge L.
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Mesosphere and Lower Thermosphere Wind Perturbations Due To the 2022 Hunga Tonga‐Hunga Ha'apai Eruption as Observed by Multistatic Specular Meteor Radars. Radio Science, 59(8).
Chau, Jorge L.; Poblet, Facundo L.; Liu, Hanli; Liu, Alan; Gulbrandsen, Njål; Jacobi, Christoph; Rodriguez, Rodolfo R.; Scipion, Danny & Tsutsumi, Masaki
