Das übergreifende Ziel der Forschungssektion Physik der Atmosphäre ist es das Verständnis der polaren atmosphärischen Prozesse im globalen Zusammenhang zu verbessern. Wir kombinieren Langzeitmessungen von Bodenstationen und innovative Messungen von luftgestützten Plattformen und Forschungsschiffen mit der Entwicklung von Prozessmodellen, die in die Verbesserung der Repräsentation der polaren Prozessen in Klimamodellen auf der Skala von regional bis global münden.

Im Klimasystem spielen die polaren Regionen eine wichtige Rolle, da die Schnee- und Eisbedeckung den Energiehaushalt an der Oberfläche stark modifiziert, der wiederum eng mit den globalen Zirkulation der Atmosphäre und des Ozeans gekoppelt ist.  
Das arktische Klima ist sichtbaren Änderungen unterworfen, wobei der Rückkopplungsmechanismus des Meereis-Albedos als ein Verstärker des Klimawandels agiert. Der beobachtete Rückgang der arktischen Meereisbedeckung im Sommer über die letzten Jahrzehnte betrachtet man am besten als eine Kombination von starker natürlicher Variabilität, die durch großskalige dynamische und regionale Rückkopplungen im gekoppelten Eis-Ozean-Atmosphäre System hervorgerufen wird, und einem Anstieg im Strahlungsantrieb, der mit wachsenden Konzentrationen von atmosphärischen Treibhausgasen verbunden ist. Die Zuordnung der andauernden Änderungen in der Arktis ist schwierig, da die natürliche Variabilität groß ist, was die Belege für anthropogene Einflüsse maskiert.

Für das Verständnis von Schlüsselprozessen im arktischen und antarktischen Klimasystem sind atmosphärische Messungen der Energiebilanz am Boden, Wärme- und Feuchtigkeitsflüsse, Wolken- und Aerosoleigenschaften, sowie von Wasserdampf und Ozon unerlässlich. Große Lücken und Unsicherheiten existieren im Wissen von Prozessen, die z.B. die Bildung von Aerosolen in der Arktis und ihre Rolle im Klimasystem beeinflussen. Prozesse in den Polarregionen, die mit einer Vielfalt von Rückkopplungen verbunden sind - eingeschlossen Prozesse von Wolken, Aerosole, Ozon, Meereis, und der planetaren Grenzschicht - haben Auswirkungen auf globaler Skala sind aber nicht gut in Klimamodellen repräsentiert. Daher werden Verbesserungen in der Parametrisierung von einer Anzahl von kleinskaligen Prozessen gebraucht, die unter anderem das Meereis, den Erdboden, die Oberflächenflüsse, die Albedo, Wolken, und Aersole betreffen. Änderungen in der polaren Energieverlustregion üben einen starken Einfluss auf das Klima in den mittleren und hohen Breiten aus, indem sie die Stärke der subpolaren Westwinde, die atmosphärischen Telekonnektionsmuster und die Sturmbahnen modulieren. Störungen in der arktischen Meereis- und Schneebedeckung im Winter rufen Störungen in den Mustern von planetaren Wellenzügen und Telekonnektionen hervor und beeinflussen dadurch die Stärke europaischer Winter.

Wir richten daher unser Interesse auf Atmosphäre-Meereis-Ozean Rückkopplungen, Interaktionen des Systems  Atmosphäre-Oberfläche-gefrorener Boden, Verbindungen zwischen Grenzschicht und baroklinischen Zyklonen, Aerosol- und Wolkenrückkopplungen, und Interaktionen im System stratosphärische Ozonschicht und Klima.

Kontakt

Sektionsleitung
Prof. Dr. Markus Rex

Stellvertretung
Dr. Annette Rinke
Dr. Felix Pithan

Assistenz
Sabine Helbig