Polare atmosphärische Prozesse und Wechselwirkungen

Forschung in der Sektion „Physik der Atmosphäre“ am Alfred-Wegener-Institut (AWI)

Die Polarregionen sind besonders stark von der globalen Erwärmung betroffen. Für die rasanten Veränderungen in diesen Gebieten spielen Prozesse in der polaren Atmosphäre und deren Wechselwirkungen mit dem Meereis und dem Ozean eine wichtige Rolle. Über atmosphärische Fernwirkungen können die Veränderungen in den Polargebieten auch andere Teile der Welt beeinflussen, insbesondere durch Extremereignisse wie besonders warme oder kalte Winter oder Hitze und Trockenperioden im Sommer.
Das übergeordnete Ziel der Forschung in der Sektion “Physik der Atmosphäre” ist ein verbessertes Verständnis von polaren atmosphärischen Prozessen und ihren Wechselwirkungen mit dem Meereis und dem Ozean im globalen Kontext. Für beide Polarregionen weichen Modellsimulationen bisher noch teilweise stark von Beobachtungen ab. Deshalb verbinden wir Langzeitmessungen und Messkampagnen mit der Entwicklung von Prozessmodellen, um die Darstellung von polaren Prozessen in regionalen und globalen Klimamodellen zu verbessern. Wir koordinieren das wissenschaftliche Programm an der arktischen Forschungsbasis AWIPEV auf Spitsbergen und betreiben meteorologische und atmosphärische Observatorien sowohl an AWIPEV als auch an der Antarktis-Station Neumayer. Die polaren Flugzeug- und Ballonmessungen während Messkampagnen werden mit Messungen in anderen Regionen der Welt verbunden, wie zum Beispiel an der temporären Forschungsstation im Westpazifik auf Palau.

Forschungsthemen

Aerosol und Wolken: Analyse von thermodynamischen Profilen und Energieflüssen, Strahlungseffekte, Transporte und ihre Darstellung in Modellen
Atmosphärenchemie und Ozon: Verständnis von Änderungen und den zugrundeliegenden Prozessen
Polare atmosphärische Grenzschicht: Untersuchung kleinskaliger atmosphärischer Prozesse, inkl. der Atmosphäre-Meereis-Wechselwirkungen und ihre Parametrisierung
Klimamodellierung: Verständnis von Schlüsselprozessen und Rückkopplungen, und Verbindungen zwischen polaren und niederen Breiten

Methoden

Bodengebundene und flugzeuggetragene Messungen von atmosphärischen Variablen, z.B. Wind, Temperatur, Feuchte, Ozon-Profile, Aerosoleigenschaften
Prozessmodellierung, basierend auf mesoskaligen Modellen und Large Eddy Simulationen
Klimamodellierung, überwiegend basierend auf der ICON Modellhierarchie
Untersuchung von Reanalysen und CMIP6 Daten