Theorie und Simulation
Leitung
Zur Computersimulation von chemisch-physikalischen Prozessen der Atmosphäre werden numerische Modelle eingesetzt, mit denen das jeweils aktuelle Verständnis dieser Prozesse in mathematischer Form beschrieben wird. Aus der mathematischen Formulierung werden dann numerische Modell entwickelt, die es erlauben Vorgänge in der Atmosphäre zu simulieren und Vorhersagen zu machen. Die Simulationsergebnisse werden anschließend umfassenden und qualitativ hochwertigen atmosphärischen Datensätzen gegenübergestellt.
An die Modelle werden hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen Messergebnisse von räumlich kleinskaligen Transport- und Mischungsprozessen in der Atmosphäre wiedergeben können. Transportbarrieren, insbesondere die Tropopause oder stratosphärische Starkwindbänder müssen korrekt beschrieben werden, zum Beispiel um klimarelevante Trends der Wasserdampfverteilung richtig zu erfassen. Zur Simulation der stratosphärischen Ozonchemie muss ein Modell in der Lage sein, sowohl die schnelle Photochemie des Ozonverlustes zu beschreiben als auch längere Zeitskalen darzustellen. Mit den Resultaten eines solchen intensiv gegen Messungen getesteten Modells können die Ergebnisse globaler Klimamodelle überprüft und diese Modell verbessert werden. Die Wissenschaftler des IEK-7 entwickelten das chemische Lagrangesche Modell der Stratosphäre (CLaMS), welches diese Anforderungen erfüllt.
CLaMS wird sowohl zur Analyse globaler, hochaufgelöster Satellitendaten, zur Analyse von Messergebnissen hochfliegender Flugzeuge sowie von Ballonmessungen eingesetzt. Schwerpunkte der Arbeiten sind sie polare Stratosphäre, die extratopische Tropopausenregion, die tropische Tropopausenschicht (engl. TTL) und die asiatische Monsoonzirkulation. Weiterhin haben die CLaMS Analysen eine Reihe von Meßkampagen unterstützt.
Ansprechpartner: Dr. Rolf Müller