@phdthesis{Jaiser2013,
  author    = {Jaiser, Ralf},
  title     = {Dreidimensionale Diagnostik der großskaligen Zirkulation der Tropo- und Stratosph{\"a}re},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-69064},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2013},
  abstract  = {In dieser Arbeit werden Konzepte f{\"u}r die Diagnostik der großskaligen Zirkulation in der Troposph{\"a}re und Stratosph{\"a}re entwickelt. Der Fokus liegt dabei auf dem Energiehaushalt, auf der Wellenausbreitung und auf der Interaktion der atmosph{\"a}rischen Wellen mit dem Grundstrom. Die Konzepte werden hergeleitet, wobei eine neue Form des lokalen Eliassen-Palm-Flusses unter Einbeziehung der Feuchte eingef{\"u}hrt wird. Angewendet wird die Diagnostik dann auf den Reanalysedatensatz ERA-Interim und einen durch beobachtete Meerestemperatur- und Eisdaten angetriebenen Lauf des ECHAM6 Atmosph{\"a}renmodells. Die diagnostischen Werkzeuge zur Analyse der großskaligen Zirkulation sind einerseits n{\"u}tzlich, um das Verst{\"a}ndnis der Dynamik des Klimasystems weiter zu f{\"o}rdern. Andererseits kann das gewonnene Verst{\"a}ndnis des Zusammenhangs von Energiequellen und -senken sowie deren Verkn{\"u}pfung mit synoptischen und planetaren Wellensystemen und dem resultierenden Antrieb des Grundstroms auch verwendet werden, um Klimamodelle auf die korrekte Wiedergabe dieser Beobachtungen zu pr{\"u}fen. Hier zeigt sich, dass die Abweichungen im untersuchten ECHAM6-Modelllauf bez{\"u}glich des Energiehaushalts klein sind, jedoch teils starke Abweichungen bez{\"u}glich der Ausbreitung von atmosph{\"a}rischen Wellen existieren. Planetare Wellen zeigen allgemein zu große Intensit{\"a}ten in den Eliassen-Palm-Fl{\"u}ssen, w{\"a}hrend innerhalb der Strahlstr{\"o}me der oberen Troposph{\"a}re der Antrieb des Grundstroms durch synoptische Wellen verf{\"a}lscht ist, da deren vertikale Ausbreitung gegen{\"u}ber den Beobachtungen verschoben ist. Untersucht wird auch der Einfluss von arktischen Meereis{\"a}nderungen ausgehend vom Bedeckungsminimum im August/September bis in den Winter. Es werden starke positive Temperaturanomalien festgestellt, welche an der Oberfl{\"a}che am gr{\"o}ßten sind. Diese f{\"u}hren vor allem im Herbst zur Intensivierung von synoptischen Systemen in den arktischen Breiten, da die Stabilit{\"a}t der troposph{\"a}rischen Schichtung verringert ist. Im darauffolgenden Winter stellen sich barotrope bis in die Stratosph{\"a}re reichende {\"A}nderungen der großskaligen Zirkulation ein, welche auf Meereis{\"a}nderungen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Der meridionale Druckgradient sinkt und f{\"u}hrt so zu einem Muster {\"a}hnlich einer negativen Phase der arktischen Oszillation in der Troposph{\"a}re und einem geschw{\"a}chten Polarwirbel in der Stratosph{\"a}re. Diese Zusammenh{\"a}nge werden ebenfalls in einem ECHAM6-Modelllauf untersucht, wobei vor allem der Erw{\"a}rmungstrend in der Arktis zu gering ist. Die großskaligen Ver{\"a}nderungen im Winter k{\"o}nnen zum Teil auch im Modelllauf festgestellt werden, jedoch zeigen sich insbesondere in der Stratosph{\"a}re Abweichungen f{\"u}r die Periode mit der geringsten Eisausdehnung. Die vertikale Ausbreitung planetarer Wellen von der Troposph{\"a}re in die Stratosph{\"a}re ist in ECHAM6 mit sehr großen Abweichungen wiedergegeben. Somit stellt die Wellenausbreitung insgesamt den gr{\"o}ßten in dieser Arbeit festgestellten Mangel in ECHAM6 dar.},
  language  = {de}
}