Dinamica della media atmosfera
La media atmosfera include la stratosfera, dove lo strato di ozono si trova, e la mesosfera, dove processi associati alle onde di gravità diventano importanti. La temperature media globale cresce con l’elevazione nella stratosfera, a causa dell’assorbimento della radiazione solare da parte dell’ozono. La temperatura raggiunge un massimo locale alla stratopausa e decresce più in alto, nella mesosfera. Stagionalmente e latitudinalmente, la temperatura della media atmosfera e’ caratterizzata da variazioni notevoli, la manifestazione dell’influenza delle onde planetarie e di gravità sulla circolazione generale della media atmosfera. Attualmente, due soggetti di ricerca sono coperti: (1) processi associati con le onde di gravità’ e la loro parametrizzazione (2) la risposta dinamica a variazioni della composizione chimica della atmosfera.
Processi associati alle onde di gravità
Le onde di gravità’ sono generate nella bassa atmosfera dalla convezione, instabilità dinamiche e fronti. Dopodiché, uno spettro continuo di onde di gravità’ si propaga dalla troposfera nella media atmosfera. Come la densità dell’aria decresce con l’elevazione e l’ampiezza delle onde cresce, le onde possono rompersi più facilmente e momento puo’ essere trasferito alle grandi scale, influendo la circolazione generale della media atmosfera. I modelli di circolazione generale non risolvono le scale spaziali delle onde di gravità. Per cui, questi effetti devono essere parameterizzati. Nei moelli MAECHAM4-5, la paremterizzazione delle onde di gravità consiste di due parti, rappresentanti separatamente la deposizione del flusso di momento dovuto alle onde orografiche e dovuto a uno spettro continuo. La formulazione di Hines (Doppler spread) e’ usata ed e’ soggetto di attuale ricerca. Lo scopo e’ di sviluppare una nuova versione del modello MAECHAM5, tale che sia la bassa stratosfera che la regione della mesopausa siano rappresentate meglio.
Ozono stratosferico e clima
Un modello accoppiato della chimica e del clima, MAECHAM4-CHEM, focalizzato sulla chimica dello strato dell’ozono, e’stato sviluppato insieme a colleghi del Max Planck Institute di Meteorologia ad Amburgo e del Max Planck Institute di Chimica a Magonza. Questo modello e’ usato per studiare la variabilità del sistema accoppiato e la risposta dinamica a variazioni della composizione chimica dell’atmosfera. Un numero di simulazioni multi-annuali sono state fatte per investigare l’impatto della variazione dei gas serra e dell’ozono. Un argomento di particolare interesse e’ caratterizzare e quantificare il ruolo relativo delle onde di gravità e planetarie nella risposta dinamica a tali variazioni.