Dynamik der Atomosphäre und Hydrosphäre

Effektive atmosphärische Anregungsfunktionen der Erdrotation können aus den simulierten Wind- und Druckverteilungen globaler Wettermodelle abgeleitet werden. Aktuelle Anregungsfunktionen werden mit einer Verzögerung von gegenwärtig vier Tagen aus den Daten des europäischen Wetterzentrums ECMWF berechnet und allgemein zur Verfügung gestellt. Parallel dazu werden in unregelmäßigen Abständen auch Anregungsfunktionen aus neu verfügbaren atmosphärischen Reanalysedatensätzen berechnet, um so eine Interpretation und ggf. Korrektion der mittlerweile mehrere Dekaden überdeckenden Beobachtungszeitreihen der Erdorientierungsparameter zu ermöglichen.

Hier erhalten Sie weitere Informationen über Effektive Anregungsfunktionen (EAM).

  • Dobslaw, H.; Dill, R.; Grötzsch, A.; Brzezinski, A.; Thomas, M. (2010): Seasonal polar motion excitation from numerical models of atmosphere, ocean, and continental hydrosphere. Journal of Geophysical Research, 115, B10406, DOI: 10.1029/2009JB007127.

Beobachtungen der Schwerefeldmission GRACE zeigen in einzelnen Regionen der Westantarktis substantielle interannuelle Variationen in der Massenbilanz des Eisschildes, welche zudem im Falle der Antarktischen Halbinsel und des Amundsensee-Gebietes eine klare Antikorrelation aufweisen. Mit Hilfe von ERA-40 Reanalysen des ECMWF konnte selbst für die nur wenige Jahre überdeckende GRACE-Zeitreihe ein kausaler Zusammenhang mit der Stärke des Tiefdruckgebietes über der Amundsensee hergestellt werden, welches über eine atmosphärische Telekonnektion mit dem tropischen Klimaphänomen ENSO in Verbindung steht.

  • Sasgen, I.; Dobslaw, H.; Martinec, Z.; Thomas, M. (2010): Satellite gravimetry observation of Antarctic snow accumulation related to ENSO. Earth and Planetary Science Letters, 299, 3-4, 352-358, DOI: 10.1016/j.epsl.2010.09.015.

Atmosphärische Gezeiten stehen eng mit der Variation der solaren Einstrahlung im Tagesverlauf in Verbindung. Absorption von Strahlungsenergie durch Ozon und Wasserdampf in der mittleren Atmosphäre führt zu Temperaturschwankungen und damit in Verbindung stehender horizontaler und vertikaler Wellenanregung, die zu periodischen Schwankungen im Wind- und Druckfeld führen können. Im Gegensatz zu lunisolaren gravitativen Gezeiten - welche in der Atmosphäre vernachlässigt werden können - unterliegen die atmosphärischen Gezeiten saisonalen Modulationen, welche zu merklichen Variationen des Effekts der atmosphärischen Gezeiten auf die Tageslänge im Jahresverlauf führen können.

  • Kadow, C.; Dobslaw, H.; Matthes, K.; Thomas, M. (2012): Impact of atmospheric tides simulated in a chemistry-climate model on sub-diurnal variations in UT1. Proceedings, Journées 2011 'Systèmes de référence spatio-temporels' (Vienna, Austria 2011), 144-147, DOI: 10.1016/j.epsl.2010.09.015.

Die deterministischen Wettervorhersagen des ECMWF's werden zweimal täglich für jeweils zehn Tage in die Zukunft berechnet. Atmosphärische Zustandsgrößen aus diesen Vorhersagen werden zum Antrieb des kontinentalhydrologischen Modells LSDM und des Ozeanmodells OMCT genutzt, um effektive Anregungsfunktionen der Erdrotation aus diesen drei Teilsystemen zu berechnen. Verglichen mit den gegenwärtig vom Internationalen Erdrotations- und Referenzsystem-Service (IERS) im Bulletin A publizierten Vorhersagen der Erdorientierungsparameter können insbesondere in den ersten Tagen des Vorhersagezeitraums signifikant höhere skill scores erreicht werden.

  • Dill, R.; Dobslaw, H. (2010): Short-term Polar Motion Forecasts from Earth System Modeling Data. Journal of Geodesy, 84, 9, 529-536, DOI: 10.1007/s00190-010-0391-5.

Modellbeschreibungen

  • ECMWF
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