Verständnis vulkanogener Schwerewellen durch synergetische Nutzung von Modellierung und Beobachtungen

• Antragsteller: Dr. Akos Horvath; Dr. Gholamali Hoshyaripour
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572704081

Schwerewellen (GW) sind für die Dynamik der Atmosphäre von grundlegender Bedeutung, da sie den Impuls- und Energietransport von der Troposphäre in die obere Atmosphäre erleichtern. Neben den verschiedenen Quellen von GWs wie Orographie und Tiefenkonvektion erzeugen explosive Vulkanausbrüche GWs durch die schnelle Freisetzung von thermischer Energie, Asche und Gasen. Dieses Projekt zielt darauf ab, das Verständnis vulkanogener GWs und ihre Beziehung zu Eruptionsquellenparametern (ESPs) wie der Menge an emittierter Asche und Wasserdampf, der Austrittstemperatur oder der Austrittsgeschwindigkeit zu verbessern und die Auswirkungen vulkanogener GWs auf das Wetter und die regionale Zirkulation durch synergetische Nutzung von Modellierung und Beobachtung abzuleiten. Mit hochauflösenden numerischen Simulationen mit dem ICOsahedral Nonhydrostatic model with Aerosols and Reactive Tracers (ICON-ART) und Infrarotbildern von mehreren Satellitenplattformen werden wir untersuchen, welche ESPs die Entstehung und die Eigenschaften vulkanogener GWs am stärksten beeinflussen. Ein Vergleich von beobachteten und modellierten vulkanogenen GW-Parametern, wie z. B. Wellenlänge, Phasengeschwindigkeit, Periode und Amplitude, kann möglicherweise zur Entwicklung empirischer Beziehungen führen, die die Abschätzung von ESPs aus satellitenbeobachteten GW-Eigenschaften ermöglichen. Daher werden wir verschiedene Eruptionstypen untersuchen, darunter aschereiche, wasserreiche, tropische und subtropische Eruptionen. Darüber hinaus werden wir die Energie- und Impulsflüsse, die mit vulkanischen GWs verbunden sind, anhand von ICON-ART-Simulationen quantifizieren und sie mit denen vergleichen, die von tiefen konvektiven Systemen erzeugt werden, wie in der Literatur beschrieben. Diese vergleichende Analyse wird entscheidende Einblicke in die relative Bedeutung von vulkanischen gegenüber konvektiven GW-Quellen bei der Entwicklung regionaler Zirkulationen und der Beeinflussung von Wettermustern liefern. Die Ergebnisse dieser Forschung werden genauere ESPs für jüngste Vulkanausbrüche liefern, die für die Modellierung vulkanischer Auswirkungen auf Wetter und Klima relevant sind. Darüber hinaus wird das Projekt zu einem tieferen Verständnis der Auswirkungen von GW auf die Atmosphäre beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Ulrich Achatz; Dr. Julia Bruckert; Professorin Dr. Mirjana Sakradzija; Professorin Dr. Claudia Christine Stephan
• Kooperationspartnerin: Dr. Sharon Vadas