Mesosphäre und untere Thermosphäre im Fokus der Atmosphärenforschung: Bedeutung, Ergebnisse und Zukunftsperspektiven
Prof. Dr. Markus Rapp (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen sowie: Meteorologisches Institut der Ludwig-Maximilians-Universität München)

Die mittlere Atmosphäre ist in den letzten Jahren in den Fokus nationaler und internationaler Forschungsinitiativen (wie CAWSES) gelangt, da erkannt wurde, dass dieser Höhenbereich sich durch eine Reihe von Merkmalen gegenüber anderen Teilen der Erdatmosphäre auszeichnet. Dabei ist hervorzuheben, dass diese Höhenregion besonders stark sowohl von unten als auch von oben beeinflusst wird. So werden hier Amplituden von Schwerewellen, die in der Troposphäre angeregt werden und sich vertikal ausbreiten, aufgrund der geringen Luftdichte so groß, dass die Wellen instabil werden und brechen und dabei ihren Impuls und ihre Energie auf den Grundstrom übertragen, was zu so extremen Phänomenen wie der kalten Sommermesopause führt. Entsprechend sind Beobachtungen dieses Höhenbereiches besonders geeignet, fundamentale Mechanismen der Ausbreitung und Dissipation von Schwerewellen und der einhergehenden Turbulenzerzeugung im Detail zu untersuchen und so zu einem grundlegenden Verständnis der Dynamik der Atmosphäre beizutragen. Hinsichtlich der Beeinflussung von oben ist bemerkenswert, dass es auch gerade dieser Höhenbereich ist, in dem die kurzwellige und partikulare solare Strahlung ihre Energie deponiert und damit die Chemie sowie das Energie- und das Impulsbudget der Atmosphäre verändert. Auch ist es dieser Höhenbereich, in dem Meteore durch die starke Aufheizung beim Eintritt in die Atmosphäre ihr Material deponieren und so als Quelle einer Reihe von Spurenstoffen dienen, die teilweise eine signifikante Rolle in nachfolgenden Prozessen (wie der Nukleation von Eis- oder NAT-Partikeln, welche in die Ausbildung des Ozonloches involviert sind) spielen. Schließlich werden in diesem Höhenbereich Amplituden von Änderungen aufgrund natürlicher und anthropogener Variabilität maximal, so dass spekuliert wird, ob entsprechende Beobachtungen besonders gut geeignet sind, um langfristige Veränderungen der Erdatmosphäre zu detektieren.
In diesem Vortrag wird die Bedeutung der Erforschung der mittleren Atmosphäre für ein Gesamtverständnis der Erdatmosphäre dargestellt, wonach ausgewählte Forschungsergebnisse zu den entsprechenden Themenkomplexen gezeigt werden. Zum Schluss werden Perspektiven aufgezeigt, welche besonders wichtigen Fragestellungen in der Zukunft bearbeitet werden sollten.