Forschungsprojekte

Arktische Verstärkung: Klimarelevante Atmosphären- und Oberflächenprozesse und Rückkopplungsmechanismen

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Laufzeit: 01.01.2020 – 31.12.2023

Der Planet Erde hat sich in den letzten 150 Jahren im Durchschnitt um 0,87 K erwärmt. In der Arktis ist die Erwärmung viel stärker, was in den letzten Jahrzehnten besonders deutlich wurde. Derzeit übersteigt die Erwärmung der Arktis den Anstieg der oberflächennahen Lufttemperatur in den mittleren Breiten um etwa 2 K. Dieses Phänomen wird allgemein als arktische Verstärkung bezeichnet.

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• Teilprojekt D01 - Großskalige dynamische Mechanismen der arktischen Verstärkung
  Team: Prof. Dr. Johannes Quaas, Prof. Dr. Christoph Jacobi, Sina Mehrdad

Die Ursachen und Folgen außergewöhnlich starker stratosphärischer Polarwirbel und der damit verbundenen Ozonlöcher: von saisonalen zu langfristigen Auswirkungen (ENRICH)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.05.2023 – 30.04.2026

Team: Anish Kumar, Dr. Khalil Karami

Während sich das Ozonloch jedes Jahr im australischen Frühling über der Antarktis bildet, herrschen in der Arktis während des nördlichen Frühlings normalerweise nicht die Bedingungen, die für einen so starken Ozonabbau erforderlich sind (WMO [World Meteorological Organization], Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2018). Es gibt jedoch ein paar bemerkenswerte Ausnahmen von diesem Paradigma. So berichteten Manney et al. (2011) und Sinnhuber et al. (2011), dass sich die arktischen Ozonkonzentrationen im Winter 2010/2011 am Rande eines Ozonlochs befanden, was hauptsächlich auf den stabilen und kalten arktischen Polarwirbel in dieser Jahreszeit zurückzuführen war.

Ziele
Unsere Forschung zielt darauf ab, die Ursachen und Folgen der außergewöhnlich kalten und stabilen arktischen Polarwirbel und der damit verbundenen Ozonlöcher im Winter/Frühjahr 2011 und 2020 zu untersuchen. Das Projekt wird das Atmosphärenmodell ICON (ICOsahedral Non-hydrostatic model) in Verbindung mit dem Modul ART (Aerosols and Reactive Trace gases, Rieger et al. 2015) mit verschiedenen Simulationsaufbauten (Zeitscheibenexperimente, interaktive und nicht-interaktive Stratosphärenchemie, mit und ohne ozonabbauende Substanzen (ODS)) verwenden. Darüber hinaus ist eine umfassende Nutzung von ergänzenden Daten geplant: CMIP6-Modellsimulationen, Reanalysedaten (ERA5 und MERRA) und GPS-Radiobeobachtungen (COSMIC, COSMIC-2a und CHAMP). Die GPS-Beobachtungen werden verwendet, um die Amplitude der Schwerkraftwelle in der Stratosphäre vor und im Winter/Frühjahr 2011 und 2020. Darüber hinaus werden die ICON-ART-Ergebnisse und die Reanalysedaten mit Hilfe der MODES-Software (Žagar et al., 2015) über viele Skalen hinweg in die ausgeglichene (Rossby) und die Trägheitsgravitationszirkulation (IG) aufgeteilt. Wir stellen die Hypothese auf, dass entweder die anomale Einwirkung der sich nach oben ausbreitenden Wellen (sowohl aufgelöste Rossby-Wellen als auch unaufgelöste Gravitationswellen) oder die anomale Geometrie des Polarwirbels zu diesen anomalen Ozonlochbedingungen im Winter/Frühjahr 2011 und 2020 geführt haben. Darüber hinaus stellen wir die Hypothese auf, dass die Verwendung interaktiver Chemie wesentlich ist, um das gesamte Spektrum der stratosphärischen Variabilität zu erfassen, was für die Erfassung des abwärts gerichteten Einflusses des stratosphärischen Polarwirbels auf die Troposphäre entscheidend ist.

Die Ziele des Projekts lassen sich in den folgenden Forschungsfragen (RQ 1-4) zusammenfassen:
(1) In welchem Ausmaß hat der Klimawandel zur Bildung von außergewöhnlich starken Polarwirbeln und damit verbundenen Ozonlöchern im Winter/Frühjahr 2011 und 2020 beigetragen? Was ist das Resultat solcher Extremereignisse unter dem Einfluss des Klimawandels?
(2) Was wäre mit ENRICH-ähnlichen Ereignissen unter zukünftigen Klimaprojektionen in den kommenden Jahrzehnten geschehen, wenn die Verhandlungen und die Ratifizierung des Montrealer Protokolls nicht durchgeführt worden wären (World Avoided Szenario)?
(3) Welches sind die relativen Beiträge dynamischer (ausgeglichener (Rossby-)Modus gegenüber Trägheitsmodus) Antriebe gegenüber chemischen/thermodynamischen Veränderungen bei der Bildung der extremen Polarwirbel im gegenwärtigen und zukünftigen Klima?
(4) Welche Folgen haben solche extremen Situationen in der Stratosphäre (starker Polarwirbel und niedriges/abgeschwächtes Ozon in der NH) für das Wetter in der Troposphäre?

Verzögerte Antwort der Ionosphäre auf Variationen der solaren EUV II (DRIVAR II)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.05.2022 – 31.04.2025

Team: Dr. Rajesh Ishwardas Vaishnav, Prof. Dr. Christoph Jacobi

Kooperationspartner: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - Institut für Kommunikation und Navigation

Das ionosphärische Plasma reagiert im Verlauf der Sonnenrotation auf solare EUV- und UV-Schwankungen mit einer Zeitverzögerung von 1-2 Tagen. Es wird angenommen, dass diese Verzögerung auch auf Transportprozesse von der unteren Ionosphäre in die F-Region zurückzuführen ist.

Lokaler Schwerewellenantrieb auf die mittlere Atmosphäre: Bildung, Auswirkungen, und Langzeittrends

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.05.2021 – 31.10.2024

Team: Dr. Khalil Karami, Prof. Dr. Christoph Jacobi

Koopertionspartner: Department of Atmospheric Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague, Czech Republic (DAP).

Das MATELO-FILE-Projekt befasst sich mit der Erkennung, Analyse und Modellierung von stratosphärischen Schwerewellenhotspots und deren Auswirkungen auf die Dynamik der mittleren Atmosphäre. Zu diesem Zweck werden Schwerewellenhotspots anhand von Beobachtungen, Reanalysedaten und Modellausgaben identifiziert, indem verschiedeneschwerewellenparameter und auch Hintergrundbedingungen analysiert werdenn. Aus diesen Analysen werden mögliche Quellen sowie meteorologische Bedingungen abgeleitet, die die Erzeugung von Schwerewellenhotspots begünstigen. Basierend auf diesen Ergebnissen aus den Datensätzen, die teilweise mehrere Jahrzehnte umfassen, wird  auch die zeitliche Entwicklung dieser GW-Hotspots untersucht, um zu ermitteln, inwieweit sich die Schwerewellenaktivität  in den letzten Jahrzehnten geändert hat. Um die Wechselwirkungsprozesse dieser Schwerewellenhotspotmit der Zirkulation der mittleren Atmosphäre zu analysieren, werden Experimente mit globalen Zirkulationsmodellen durchgeführt. Auf diese Weise kann untersucht werden, (i) wie die Schwerewellenhotspots und ihre Auswirkungen in Klimamodellen reproduziert werden, (ii) wie sie die Zirkulationsänderungen in einem sich ändernden Klima beeinflussen und (iii) wie sie auf ein sich änderndes Klima reagieren.

Meteorradarwinde und Windbeabachtung am Collm

Kooperationspartner: Institut für Atmosphärische Physik, Kühlungsborn

Die Mesosphäre / untere Thermosphäre (MLT) ist eine der wissenschaftlich herausforderndsten Regionen der Atmosphäre. Sie stellt  den Bereich dar, in der Wechselwirkungsprozesse zwischen Wellen und dem Grundstrom zu einem mittleren Zirkulationsregime führen, das extrem weit vom Strahlungsgleichgewicht entfernt ist. Obwohl Radarmessungen von MLT-Winden seit mehr als einem halben Jahrhundert möglich sind, ist unser derzeitiges Wissen über die MLT-Dynamik noch lange nicht vollständig, was auch auf die unvollständige Beobachtung des globalen Windfelds durch ein bodengestütztes Fernerkundungssystem zurückzuführen ist.  Die Radarmessungen am Collm tragen seit mehreren Jahrzehnten zur Erweiterung der global verfügbaren Datenbasis bei.

Als Beitrag zur Untersuchung der MLT-Dynamik wird am Collm-Observatorium (51,3°N, 13°E) seit August 2004 kontinuierlich ein SKiYMET meteor radar betrieben. Die Messungen liefern stündliche Windinformationen im Höhenbereich 80 – 100 km und tägliche Temperaturmittelwerte in der Nähe der Mesopause. Zusammen mit den früheren LF-Windmessungen, die von 1959 bis 2008 im Collm Observatorium (51.3°N, 13°E) durchgeführt wurden, steht ein einzigartiger MLT-Zirkulationsparameter-Datensatz zur Verfügung.

Zu den Daten des Collmer Radar

Kürzlich wurde das MMARIA-Konzept (Multi-static, Multifrequency Agile Radar for Investigations of the Atmosphere) eines multistatischen VHF-Meteorradar-Netzwerks zur Ableitung horizontal aufgelöster Windfelder in der mesosphärisch-niedrigen Thermosphäre vorgestellt, das zwei Sender an den Standorten Juliusruh und Collm sowie mehrere Empfangsverbindungen nutzt (Stober et al., 2018). Dies ermöglicht es, horizontal aufgelöste Winde über Ostdeutschland abzurufen.

Ausgewählte Publikationen:

• Jacobi, Ch., C. Geißler, F. Lilienthal, and A. Krug, 2018: Forcing mechanisms of the 6-hour tide in the mesosphere/lower thermosphere, Adv. Radio Sci., 16, 141-147, doi:10.5194/ars-16-141-2018.
• Stober, G., J.L. Chau, J. Vierinen, J., Ch. Jacobi, and S. Wilhelm, 2018: Retrieving horizontally resolved wind fields using multi-static meteor radar observations, Atmos. Meas. Tech., 11, 4891-4907, doi:10.5194/amt-11-4891-2018.
• Jacobi, Ch., A. Krug, and E. Merzlyakov, 2017: Radar observations of the quarterdiurnal tide at midlatitudes: Seasonal and long-term variations, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 163, 70-77, doi:10.1016/j.jastp.2017.05.014.
• Jacobi, Ch., T. Ermakova, D. Mewes, and A.I. Pogoreltsev, 2017: El Niño influence on the mesosphere/lower thermosphere circulation at midlatitudes as seen by a VHF meteor radar at Collm (51.3°N, 13°E), Adv. Radio Sci., 15, 199-206, doi:10.5194/ars-15-199-2017.
• Stober, G., V. Matthias, Ch. Jacobi, S. Wilhelm, J. Höffner und J. L. Chau, 2017: Exceptionally strong summer-like zonal wind reversal in the upper mesosphere during winter 2015/16, Ann. Geophys., 35, 711-720, doi:10.5194/angeo-35-711-2017
• Wu, Q., A. Maute, V. Yudin, L. Goncharenko, J. Noto, R. Kerr, and C. Jacobi, 2016: Observations and Simulations of Mid Latitude Ionospheric and Thermospheric Response to the January 2013 Stratospheric Sudden Warming Event, J. Geophys. Res. Space Physics, 121, 8995–9011, doi:10.1002/2016JA023043.
• Jacobi, Ch., F. Lilienthal, C. Geißler, and A. Krug, 2015: Long-term variability of mid-latitude mesosphere-lower thermosphere winds over Collm (51°N, 13°E), J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 136, B, 174–186, doi:10.1016/j.jastp.2015.05.006.
• Lilienthal, F., and Ch. Jacobi, 2015: Meteor radar quasi two-day wave observations over 10 years at Collm (51.3°N, 13.0°E), Atmos. Chem. Phys., 15, 9917-9927, doi:10.5194/acp-15-9917-2015.
• Jacobi, Ch., 2014: Meteor heights during the recent solar minimum, Adv. Radio Sci., 12, 161-165. doi:10.5194/ars-12-161-2014
• Jacobi, Ch., C. Arras, and J. Wickert, 2013: Enhanced sporadic E occurrence rates during the Geminid meteor showers 2006-2010, Adv. Radio Sci., 11, 313–318, 2013, doi:10.5194/ars-11-313-2013.
• Stober, G., Ch. Jacobi, V. Matthias, P. Hoffmann, and M. Gerding, 2012: Neutral air density variations during strong planetary wave activity in the mesopause region derived from meteor radar observations. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 74, 55-63, doi:10.1016/j.jastp.2011.10.007
• Jacobi, Ch., 2012: 6 year mean prevailing winds and tides measured by VHF meteor radar over Collm (51.3°N, 13.0°E). J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 78–79, 8–18, doi:10.1016/j.jastp.2011.04.01.
• Placke, M., P. Hoffmann, E. Becker, Ch. Jacobi, W. Singer, and M. Rapp, 2011: Gravity wave momentum fluxes in the MLT – Part II: Meteor radar investigations at high and midlatitudes in comparison with modeling studies. J. Atmos. Solar–Terr. Phys., 73, 911-920, doi:10.1016/j.jastp.2010.05.007.
• Placke, M., G. Stober, and Ch. Jacobi, 2011: Gravity wave momentum fluxes in the MLT—Part I: Seasonal variation at Collm (51.3°N, 13.0°E). J. Atmos. Solar–Terr. Phys., 73, 904-910, doi:10.1016/j.jastp.2010.07.012.
• Stober, G., Ch. Jacobi, and W. Singer, 2011: Meteoroid mass determination from underdense trails. J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 73, 895-900, doi:10.1016/j.jastp.2010.06.009.
• Arras, C., Ch. Jacobi, and J. Wickert, 2009: Semidiurnal tidal signature in sporadic E occurrence rates derived from GPS radio occultation measurements at midlatitudes. Ann. Geophys. 27, 2555–2563.
• Jacobi, Ch., C. Arras, D. Kürschner, W. Singer, P. Hoffmann, and D. Keuer, 2009: Comparison of mesopause region meteor radar winds, medium frequency radar winds and low frequency drifts over Germany. Adv. Space. Res., 43, 247-252.

Numerische Simulation der Dynamik der mittleren Atmosphäre am Leipziger Institut für Meteorologie

Kooperationen:

• Russian State Hydrometeorological University (RSHU) St. Petersburg
• IEM Obninsk

Am Leipziger Institut für Meteorologie wird die numerische Simulation der mittleren Atmosphäre unter Verwendung mechanistischer Zirkulationsmodelle durchgeführt, einschließlich der Dynamik, Strahlungsprozessen sowie Energie- und Impulsquellen, die mit Prozessen der mittleren und oberen Atmosphäre verbunden sind. Die verwendeten Modelle sind global und decken die Atmosphäre vom Boden bis zur Thermosphäre ab. Die Parametrisierung von Schwerewellen ist enthalten, und planetare Wellen werden durch direkten Antrieb als untere Randbedingung oder durch Assimilation globaler Datensätze in der Troposphäre / Stratosphäre berücksichtigt.

Veröffentlichungen im Zusammenhang mit dem Projekt:

• Lilienthal, F., Ch. Jacobi, and C. Geißler, 2018: Forcing mechanisms of the terdiurnal tide, Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-2018-154, in review.
• Jacobi, Ch., C. Geißler, F. Lilienthal und A. Krug, 2018: Forcing mechanisms of the 6-hour tide in the mesosphere/lower thermosphere , Adv. Radio Sci., in print.
• Jacobi, Ch., T. Ermakova, D. Mewes, and A.I. Pogoreltsev, 2017: El Niño influence on the mesosphere/lower thermosphere circulation at midlatitudes as seen by a VHF meteor radar at Collm (51.3°N, 13°E), Adv. Radio Sci., 15, 199-206, doi:10.5194/ars-15-199-2017.
• Lilienthal, F., Ch. Jacobi, T. Schmidt, A. de la Torre, and P. Alexander, 2017: On the influence of zonal gravity wave distributions on the Southern Hemisphere winter circulation, Ann. Geophys., 35, 785-798, doi:0.5194/angeo-35-785-2017.
• Jacobi, Ch., F. Lilienthal, C. Geißler, and A. Krug, 2015: Long-term variability of mid-latitude mesosphere-lower thermosphere winds over Collm (51°N, 13°E), J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 136, B, 174–186, doi:10.1016/j.jastp.2015.05.006
• Merzlyakov, E.G., Ch. Jacobi, and T.V.Solovjova, 2015: The year-to-year variability of the autumn transition dates in the mesosphere/lower thermosphere wind regime and its coupling with the dynamics of the stratosphere and troposphere, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 122, 9-17,  doi:10.1016/j.jastp.2014.11.002
• Fytterer, T., C. Arras, P. Hoffmann, and Ch. Jacobi, 2014: Global distribution of the migrating terdiurnal tide seen in sporadic E occurrence frequencies obtained from GPS radio occultations, Earth, Planets and Space, 66:79, . doi:10.1186/1880-5981-66-79
• Jacobi, Ch., K. Fröhlich, Y. Portnyagin, E. Merzlyakov, T. Solovjova, N. Makarov, D. Rees A. Fahrutdinova, V. Guryanov, D. Fedorov, D. Korotyshkin, J. Forbes, A. Pogoreltsev, and D. Kürschner, 2009: Semi-empirical model of middle atmosphere wind from the ground to the lower thermosphere. Adv. Space Res., 43, 239-246, doi:10.1016/j.asr.2008.05.011.
• Pogoreltsev, A.I., A.A. Vlasov. K. Fröhlich, and Ch. Jacobi, 2007: Planetary waves in coupling the lower and upper atmosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 69, 2083-2101.
• Fröhlich, K., T. Schmidt, M. Ern, P. Preusse, A. de la Torre, J. Wickert, and Ch. Jacobi, 2007: The global distribution of gravity wave energy in the lower stratosphere derived from GPS data and gravity wave modelling: attempt and challenges. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 69, 2238–2248. Jacobi, Ch., N. Jakowski, A. Pogoreltsev, K. Fröhlich, P. Hoffmann, and C. Borries, 2007: The CPW-TEC project: Planetary waves in the middle atmosphere and ionosphere. Adv. Radio Sci. 5, 393–397,
• doi:10.5194/ars-5-393-2007
• Fröhlich, K., A. I. Pogoreltsev, Ch. Jacobi and L.A. Nechaeva, 2007: The influence of NCEP-data assimilated into COMMA-LIM on the 16-day wave. Wiss. Mitt. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig 41, 37-45.
• Jacobi, Ch., A.I. Pogoreltsev, and K. Fröhlich, 2006: Middle atmosphere background climatology from a simple circulation model. Adv. Space Res., 38, 2470-2474.
• Jacobi, Ch., K. Fröhlich, and A. Pogoreltsev, 2006: Quasi two-day-wave modulation of gravity wave flux and consequences for the planetary wave propagation in a simple circulation model. J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 68, 283-292.
• Fröhlich, K., Ch. Jacobi, und A.I. Pogoreltsev, 2005: Planetary wave transience effects on the zonal mean flow. Adv. Space Res., 35, 1900-1904.
• Jacobi, Ch., M. Lange and D. Kürschner, 2003: Influence of anthropogenic climate gas changes on the summer mesospheric/lower thermospheric meridional wind.  Meteorol. Z., N.F. 12, 37-42.

Sporadische E (Es) - Schichten

Sporadische E (Es) -Schichten sind dünne Wolken aus akkumulierten Plasmas, die  in mittleren Breiten hauptsächlich im Sommer auftreten. Sie werden im allgemeinen in Höhen zwischen 90 km und 120 km gebildet, was der oberen MLT und der unteren ionosphärischen E-Region entspricht.

Nach der Windscherungstheorie ist der Bildungsprozess von Es eine Wechselwirkung zwischen dem Erdmagnetfeld, der Ionenkonzentration sowie der vertikalen Windscherung. Im Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam werden die Es-Auftrittsraten aus GPS-Radiookkultationsmessungen abgeleitet. Diese Daten werden hauptsächlich verwendet, um den Einfluss der neutralen Dynamik auf Es zu analysieren.

Veröffentlichungen im Rahmen des Projekts:

• Jacobi, Ch., and C. Arras, 2019: Tidal wind shear observed by meteor radar and comparison with sporadic E occurrence rates based on GPS radio occultation observations, Adv. Radio Sci., 17, 213-224, doi:10.5194/ars-17-213-2019.
• Jacobi, Ch., C. Arras, C. Geißler, and F. Lilienthal, 2019: Quarterdiurnal signature in sporadic E occurrence rates and comparison with neutral wind shear, Ann. Geophys.,37, 273-288, doi:10.5194/angeo-37-273-2019.
• Jacobi, Ch., and C. Arras, 2018: 6 hr tide seen in sporadic E layers, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig 56, 11-20, ISBN: 978-3-9814401-6-4.
• Fytterer, T., C. Arras, P. Hoffmann, and Ch. Jacobi, 2014: Global distribution of the migrating terdiurnal tide seen in sporadic E occurrence frequencies obtained from GPS radio occultations, Earth, Planets and Space, 66:79, doi:10.1186/1880-5981-66-79.
• Jacobi, Ch., C. Arras, and J. Wickert, 2013: Enhanced sporadic E occurrence rates during the Geminid meteor showers 2006-2010, Adv. Radio Sci., 11. 313-318, doi:10.5194/ars-11-333-2013.
• Fytterer, T., C. Arras, and C. Jacobi, 2013: Terdiurnal signatures in sporadic E layers at midlatitudes, Adv. Radio Sci., 11, 333-339, doi:10.5194/ars-11-333-2013.
• Arras, C., J. Wickert, Ch. Jacobi, G. Beyerle, S. Heise, and T. Schmidt, 2012: Global Sporadic E Layer Characteristics Obtained from GPS Radio Occultation Measurements. In: Lübken, F.-J. (Ed.): Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES), Springer, Berlin, 207-222.
• Arras, C., J. Wickert, S. Heise, T. Schmidt, and Ch. Jacobi, 2010: Global sporadic E signatures revealed from multi-satellite radio ocultation measurements. Adv. Radio Sci., 8, 225-230, doi:10.5194/ars-8-225-2010.
• Arras, C., Ch. Jacobi, and J. Wickert, 2009: Semidiurnal tidal signature in sporadic E occurrence rates derived from GPS radio occultation measurements at midlatitudes. Ann. Geophys. 27, 2555–2563, do:10.5194/angeo-27-2555-2009.
• Arras, C., J. Wickert, G. Beyerle, S. Heise, T. Schmidt, and Ch. Jacobi, 2008: A global climatology of ionospheric irregularities derived from GPS radio occultation. Geophys. Res. Lett. 35, L14809,. doi:10.1029/2008GL034158.

Effekte des lokalen Schwerewellenantrieb auf die mittlere Atmosphäre (VACILT)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.07.2019 – 31.08.2022

Team: Dr. Ales Kuchar, Prof. Dr. Christoph Jacobi

Koopertionspartner:

• Institut für Atmosphärische Physik, Kühlungsborn
• Department of Earth and Planetary Sciences, Kyushu University

Zugehörige Projekte:

• ISSI team 390: Climate Change in the Upper Atmosphere
• VarSITI/ROSMIC

Die langfristigen Variationen der oberen Atmosphäre werden durch dynamische Prozesse in den darunter liegenden Schichten beeinflusst. Diese meteorologischen Einflüsse sind hauptsächlich auf atmosphärische Wellen zurückzuführen, die sich von der unteren Atmosphäre in die Thermosphäre ausbreiten. Sie übertragen Energie und Impuls und modifizieren die thermosphärischen und ionosphärischen Parameter. Atmosphärische Wellen tragen nicht nur dynamische Merkmale der unteren / mittleren Atmosphäre, sondern zeigen auch langfristige Trends. Folglich trägt nicht nur die weithin bekannte Treibhausgaskühlung zu langfristigen Änderungen der Thermosphäre bei, sondern auch atmosphärische Wellentrends, und eine umfassende Beschreibung der Trends der oberen Atmosphäre muss diese Wellenvariabilität  berücksichtigen. Um den Effekt der Wellenkopplung in der unteren und mittleren Atmosphäre auf die Dynamik der oberen Atmosphäre zu quantifizieren, zielt VACILT darauf ab, interannuelle und langfristige Änderungen der Wellen in der unteren und mittleren Atmosphäre und deren Auswirkungen in der oberen Atmosphäre zu beobachten, zu modellieren und genau zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden Langzeitradarbeobachtungen (> 30 Jahre) im Hinblick auf Wellen und die mittlere Zirkulation analysiert. Diese Analysen werden mit den Ergebnissen einer langfristigen Simulation des GAIA-Erdsystemmodells verglichen.

Publikationen zum Thema VACILT:

• Lilienthal, F., N. Samtleben, Ch. Jacobi, and E. Yigit, 2019: Implementing a whole atmosphere gravity wave parameterization in the Middle and Upper Atmosphere Model: Preliminary Results, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 57, 59-70.
• Qian, L., Ch. Jacobi, and J. McInerney, 2019: Trends and Solar Irradiance Effects in the Mesosphere, J. Geophys. Res.: Space Physics, 124, 1343 – 1360, doi:10.1029/2018JA026367.
• Jacobi, Ch., A. Krug, and E. Merzlyakov, 2017: Radar observations of the quarterdiurnal tide at midlatitudes: Seasonal and long-term variations, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 163, 70-77 doi:10.1016/j.jastp.2017.05.014.
• Jacobi, Ch., F. Lilienthal, C. Geißler, and A. Krug, 2015: Long-term variability of mid-latitude mesosphere-lower thermosphere winds over Collm (51°N, 13°E), J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 136, B, 174–186, doi:10.1016/j.jastp.2015.05.006.
• Jacobi, Ch., 2014: Long-term trends and decadal variability of upper mesosphere/lower thermosphere gravity waves at midlatitudes, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 118, Part A, 90-95, doi:10.1016/j.jastp.2013.05.009.

Nicht-zonale Strukturen der Mesosphären-/unteren Thermosphärendynamik in mittleren Breiten (NOSTHEM)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 15.08.2018 – 31.07.2022

Team: Dr. Kanykei Kandieva, Prof. Dr. Christoph Jacobi

Kooperationspartner:

• Abteilung Radiophysik, Institut für Physik,Universität Kasan, Russland

Im Projekt NOSTHEM wird die zonale Struktur dynamischer Parameter in der Mesosphäre / unteren Thermosphäre  analysiert und interpretiert. Der Einfluss dieser Unterschiede auf die Repräsentativität einzelner Standorte zur Beschreibung der zonalen Mittelwerte von Winden und Wellenparametern wird quantifiziert. Auf diese Weise können die Unsicherheiten der mittleren Klimatologie, der langfristigen Trends und der an einzelnen Standorten beobachteten interannuellen Variabilität quantitativ abgeschätzt werden. oal, we shall explain longitudinal differences through their underlying processes, and also provide guidelines for the interpretation of both mean climatology and trend analyses made at single sites in terms of their representativeness for hemispheric dynamics.

Veröffentlichungen im Zusammenhang mit dem Projekt:

• Merzlyakov, E., T. Solovyova, A. Yudakov, D. Korotyshkin, Ch. Jacobi, and F. Lilienthal, 2019: Some features of the day-to-day MLT wind variability in winter 2017-2018 as seen with a European/Siberian meteor radar network, Adv. Space Res., in press, doi:10.1016/j.asr.2019.12.018
• Jacobi, Ch., F. Lilienthal, G. Stober, D. Korotyshkin, and E. Merzlyakov, 2019: Mesosphere/lower thermosphere winds measured with nearby SkiYMET meteor radars at Collm and Juliusruh, and comparison with Kazan winds , IEEE Xplore, Kleinheubach Conference.
• Lilienthal, F., N. Samtleben, Ch. Jacobi, and E. Yigit, 2019: Implementing a whole atmosphere gravity wave parameterization in the Middle and Upper Atmosphere Model: Preliminary Results , Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 57, 59-70,
• Korotyshkin, D., E. Merzlyakov, Ch. Jacobi, F. Lilienthal, and Q. Wu., 2019: Longitudinal MLT wind structure at higher mid-latitudes as seen by meteor radars at Central and Eastern Europe (13°E/49°E), Adv. Space Res., 63, 3154-3166, doi:10.1016/j.asr.2019.01.036
• Korotyshkin, D., E. Merzlyakov, Ch. Jacobi, F. Lilienthal und Q. Wu, 2018: Longitudinal MLT wind structure at higher mid-latitudes as seen by meteor radars at Central and Eastern Europe (13°E/49°E), VCAIS 2018, 2.-6.7.2018, Potsdam.
• Korotyshkin, D.V., E.G. Merzlyakov, Ch.Jacobi und F. Lilienthal., 2018: Diurnal and seasonal temperature oscillations near 90 km as seen with SkiYMET meteor radars at Collm and Kazan,VCAIS 2018, 2.-6.7.2018, Potsdam.

Verzögerte Antwort der Ionosphäre auf Variationen der solaren EUV (DRIVAR)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.04.2017 – 30.11.2021

Team: Dr. Rajesh Ishwardas Vaishnav, Prof. Dr. Christoph Jacobi

Kooperationspartner: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - Institut für Kommunikation und Navigation

Das ionosphärische Plasma reagiert im Verlauf der Sonnenrotation auf solare EUV- und UV-Schwankungen mit einer Zeitverzögerung von 1-2 Tagen. Es wird angenommen, dass diese Verzögerung auch auf Transportprozesse von der unteren Ionosphäre in die F-Region zurückzuführen ist.

Bisher wurden jedoch nur wenige Simulationen durchgeführt, um diese Hypothese zu erhärten. Innerhalb von DRIVAR werden die Prozesse, die für die Verzögerung der Ionosphäre verantwortlich sind, durch umfassende Datenanalysen und Modellierung untersucht. Verschiedene solare Proxys sowie spektrale EUV- und UV-Flüsse aus Satellitenbeobachtungen werden zusammen mit ionosphärischen Parametern aus GPS- und Ionosondenmessungen  analysiert. Aufgrund des komplexen Charakters zahlreicher wechselwirkender Prozesse in der Thermosphäre und Ionosphäre ist eine numerische Modellierung erforderlich, um die grundlegenden Prozesse, die zur Verzögerung beitragen, physikalisch zu verstehen.

Veröffentlichungen im Zusammenhang mit dem Projekt:

• Schmölter, E., J. Berdermann, N. Jakowski, and Ch. Jacobi, 2020: Spatial and seasonal effects on the delayed ionospheric response to solar EUV changes, Ann. Geophys., 38, 149–162, doi:10.5194/angeo-38-149-2020
• Vaishnav, R., Ch. Jacobi, and J. Berdermann, 2019: Long-term trends in the ionospheric response to solar EUV variations, Ann. Geophys., 37, 1141-1159, doi:10.5194/angeo-37-1141-2019.
• Vaishnav, R., Ch. Jacobi, J. Berdermann, E. Schmölter, and M. Codrescu, 2018: Ionospheric response to solar EUV variations: Preliminary results, Adv. Radio Sci., 16, 157-165, doi:10.5194/ars-16-157-2018.
• Schmölter, E., J. Berdermann, N. Jakowski, Ch. Jacobi, and R.I. Vaishnav, 2018: Delayed response of the ionosphere to solar EUV variabilities, Adv. Radio Sci., 6, 149-155, doi:10.5194/ars-16-149-2018
• Vaishnav, R., Ch. Jacobi, J. Berdermann, E. Schmölter, and M. Codrescu, 2018: Ionospheric response during low and high solar activity, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig 56, 1-10, ISBN: 978-3-9814401-6-4, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-317670.
• Jacobi, Ch., N. Jakowski, G. Schmidtke, and T.N. Woods, 2016: Delayed response of the global total electron content to solar EUV variations, Adv. Radio Sci., 14, 175-180, doi:10.5194/ars-14-175-2016.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, Schäfer, and N. Jakowski, 2015: Delayed response of global ionospheric electron content to EUV variations derived from combined SolACES-SDO/EVE measurements, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 53, 1 - 10. urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-166458.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, M. Pfeifer, R. Schäfer, R. Brunner, T. Woods, und N. Jakowski, 2015: Delayed response of global TEC to ionization variations seen from combined SolACES-SDO/EVE solar EUV spectra, Proc. 7. Workshop "Solar Influences on the Magnetosphere, Ionosphere and Atmosphere", 1.-5.6.2015, Sunny Beach, 29-32, ISSN 2367-7570.

Effekte in der mittleren Atmosphäre durch lokalisierte Schwerewellenverstärkung (MATELO)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.01 2017 – 31.03.2020

Kooperationspartner: Department of Atmospheric Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague (Prof. P. Pišoft)

Das Projekt befasste sich mit der Untersuchung der Auswirkungen lokalenr Schwerewellenanregung auf die Dynamik der mittleren Atmosphäre. Es wurden dazu Reanalysedaten und GPS-Radiookkultationsdaten herangezogen. Der Schwerpunkt der Arbeiten war die numerische Simulation der mittleren Atmosphäre mit dem mechanistischen globalen Zirkulation MUAM.

Projektbezogene Publikationen:

• Samtleben, N., A. Kuchar, P. Šácha, P. Pišoft, and Ch. Jacobi, 2020: Impact of local gravity wave forcing in the lower stratosphere on the polar vortex stability: Effect of longitudinal displacement, Ann. Geophys., 38, 95-108, doi:10.5194/angeo-38-95-2020.
• Lilienthal, F., N. Samtleben, Ch. Jacobi, and E. Yigit, 2019: Implementing a whole atmosphere gravity wave parameterization in the Middle and Upper Atmosphere Model : Preliminary Results, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 57, 59-70.
• Samtleben, N., Ch. Jacobi, P. Pišoft, P. Šácha, and A. Kuchar, 2019: Effect of latitudinally displaced gravity wave forcing in the lower stratosphere on the polar vortex stability, Ann. Geophys., 37, 507-523, doi:10.5194/angeo-37-507-2019.
• Samtleben N., and Ch. Jacobi, 2018: Impact of intermittent gravity wave activity on the middle atmospheric circulation during boreal winter , Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 56, 31-44, ISBN: 978-3-9814401-6-4,
• Šácha, P., F. Lilienthal, Ch. Jacobi, and P. Pišoft, 2016: Influence of the spatial distribution of gravity wave activity on the middle atmospheric circulation and transport, Atmos. Chem. Phys., 16, 15755-15775, doi:10.5194/acp-16-15755-2016.
• Šácha, P., A. Kuchar, Ch. Jacobi, and P. Pišoft, 2015: Enhanced internal gravity wave activity and breaking over the Northeastern Pacific / Eastern Asian region, Atmos. Chem. Phys., 15, 13097-13112, doi:10.5194/acp-15-13097-2015.
• Šácha, P., P. Pišoft, F. Lilienthal, and Ch. Jacobi, 2015: Internal gravity wave activity hotspot and implications for the middle atmospheric dynamics. In: L. Ouwehand (Ed.), Proceedings of ATMOS 2015, 8.-12.6.2015, Heraklion, ESA SP-735, ISBN: 978-92-9221-299-5, id.16.
• Lilienthal, F., P. Šácha, and Ch. Jacobi, 2015: Gravity wave effects on a modeled mean cir­cu­lation ,, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 53, 11 - 22.

6-stündige Gezeiten in den mittleren Atmosphäre (QuarTA)

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.01.2017 – 31.03.2020

Kooperationspartner:

• Institute for Experimental Meteorology, Obninsk, Russia (Dr. E. Merzlyakov)
• Helmholtz-Zentrum Potsdamm - GFZ Deutsches Forschungszentrum für Geowissenschaften (Dr. C. Arras)

Ein nichtlineares mechanistisches Zirkulationsmodell der mittleren Atmosphäre wurde verwendet, um die Antriebsmechanismen der 6-stündigen solaren Gezeiten in der mittleren Atmosphäre zu analysieren. Das verwendete Modell MUAM (Middle and Upper Atmosphere Model) enthält ein vollständiges Strahlungsparametrisierungsschema und ist daher in der Lage, die solaren Gezeiten zu reproduzieren. Um deren Antriebsmechanismen zu analysieren, wird der direkte Antrieb durch die 6-Stunden-Komponente der täglichen solaren Erwärmung, die nichtlineare Wechselwirkung von Gezeiten in den Advektionstermen in den Bewegungsgleichungen, und die Wechselwirkung von parametrisierten Schwerewellen mit Gezeiten analysiert.

Die Arbeiten werden durch Radar- und Satellitendatenanalysen ergänzt.

Projektbezogene Veröffentlichungen:

• Geißler, C., Ch. Jacobi, and F. Lilienthal, 2020: Forcing mechanisms of the migrating quarterdiurnal tide, Ann. Geophys., 38, 527–544, doi:10.5194/angeo-38-527-2020.
• Jacobi, Ch., and C. Arras, 2019: Tidal wind shear observed by meteor radar and comparison with sporadic E occurrence rates based on GPS radio occultation observations, Adv. Radio Sci., 17, 213-224, doi:10.5194/ars-17-213-2019. doi:10.5194/ars-17-213-2019.
• Löffelmann, J., F. Lilienthal, and Ch. Jacobi, 2019: Trend analyses of solar tides in the middle atmosphere , Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 57, 71-84, Zum Artikel
• Jacobi, Ch., C. Arras, C. Geißler, and F. Lilienthal, 2019: Quarterdiurnal signature in sporadic E occurrence rates and comparison with neutral wind shear, Ann. Geophys.,37, 273-288, doi:10.5194/angeo-37-273-2019.
• Jacobi, Ch., C. Geißler, F. Lilienthal, and A. Krug, 2018: Forcing mechanisms of the 6-hour tide in the mesosphere/lower thermosphere, Adv. Radio Sci., 16, 141-147, doi:10.5194/ars-16-141-2018.
• Jacobi, Ch., and C. Arras, 2018: 6 hr tide seen in sporadic E layers, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig 56, 11-20, ISBN: 978-3-9814401-6-4, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-317680.
• Geißler, Ch., and Ch. Jacobi, 2018: Forcing of the Quarterdiurnal Tide, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 56, 21-30, ISBN: 978-3-9814401-6-4, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-317929.
• Jacobi, Ch., A. Krug, and E. Merzlyakov, 2017: Radar observations of the quarterdiurnal tide at midlatitudes: Seasonal and long-term variations, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 163, 70-77, doi:10.1016/j.jastp.2017.05.014.
• Jacobi, Ch., A. Krug, and E.G. Merzlyakov, 2016: Radar wind climatology of the quarterdiurnal tide in the mesopause region over Central and Eastern Europe, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 54, 47-56, ISBN: 978-3-9814401-4-0, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-167047
• Jacobi, Ch., A. Krug, F. Lilienthal, L. M. Lima und E. Merzlyakov, 2016: Radar observations of the quarterdiurnal tide in the mesosphere/lower thermosphere, EGU General Assembly 2016, 17.-22.4.2016, Vienna.

Terdiurnale Gezeiten in der mittleren Atmosphäre

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 2014 – 2018

Kooperation partner: RSHU St. Petersburg

Ein nichtlineares mechanistisches Zirkulationsmodell der mittleren Atmosphäre wurde verwendet, um die Antriebsmechanismen der terdiurnalen solaren Gezeiten in der mittleren Atmosphäre zu analysieren.

Das verwendete Modell MUAM (Middle and Upper Atmosphere Model) enthält ein vollständiges Strahlungsparametrisierungsschema und ist daher in der Lage, die solaren Gezeiten zu reproduzieren. Um deren Antriebsmechanismen zu analysieren, wird der direkte Antrieb durch die 8-Stunden-Komponente täglichen solaren Erwärmung und die nichtlineare Wechselwirkung von ganz- und halbtägigen Gezeiten in den Advektionstermen in den Bewegungsgleichungen analysiert. Die Arbeiten werden durch Radar- und Satellitendatenanalysen ergänzt.

Projektbezongene Publikationen:

• Lilienthal, F., and Ch. Jacobi, 2019: Nonlinear forcing mechanisms of the terdiurnal solar tide and their impact on the zonal mean circulation, Ann. Geophys., 37, 943-953, doi:10.5194/angeo-37-943-2019.
• Jacobi, Ch., and C. Arras, 2019: Tidal wind shear observed by meteor radar and comparison with sporadic E occurrence rates based on GPS radio occultation observations, Adv. Radio Sci., 17, 213-224, doi:10.5194/ars-17-213-2019.
• Lilienthal, F., Ch. Jacobi, and C. Geißler, 2018: Forcing mechanisms of the terdiurnal tide, Atmos. Chem. Phys., 18, 15725-15742, doi:10.5194/acp-18-15725-2018.
• Lilienthal, F., und Ch. Jacobi, 2016: The Role of Solar Heating in the Forcing of the Terdiurnal Tide, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 54, 57-66, ISBN: 978-3-9814401-4-0, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-167051.
• Krug, A., F. Lilienthal, and Ch. Jacobi, 2015: The terdiurnal tide in the MUAM circulation model, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 53, 33 - 44, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-166502.
• Fytterer, T., C. Arras, P. Hoffmann, and Ch. Jacobi, 2014: Global distribution of the migrating terdiurnal tide seen in sporadic E occurrence frequencies obtained from GPS radio occultations, Earth, Planets and Space, 66:79, doi:10.1186/1880-5981-66-79.
• Jacobi, Ch., and T. Fytterer, 2013: Climatology of the 8-hour solar tide over Central Europe, Collm (51.3°N; 13.0°E). Proceedings of MST-13, 175-179.
• Fytterer, T., C. Arras, and Ch. Jacobi, 2013: Terdiurnal signatures in midlatitude sporadic E layers occurrence rates, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 51, 25-38, urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-164090.
• Fytterer, T., C. Arras, and C. Jacobi, 2013: Terdiurnal signatures in sporadic E layers at midlatitudes, Adv. Radio Sci., 11, 333-339, doi:10.5194/ars-11-333-2013.
• Jacobi, Ch., and T. Fytterer, 2012: The 8-hour tide in the mesosphere and lower thermosphere over Collm (51.3°N; 13.0°E), 2004-2011. Adv. Radio Sci., 10, 265-270, doi:10.5194/ars-10-265-2012.

Atmosphärische Schwerewellen - Beobachtung und Modellierung (A-G-W-O-M)

Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit: 2014 – 2017

Kooperationspartner:

• GFZ Potsdam (Dr. T. Schmidt),
• Austral-University Buenos Aires/Pilar (Prof. A de la Torre)

Ziel des Projektes ist die quantitative Bestimmung von Schwerewellenparametern in Stratosphäre und Ionosphäre mit Hilfe von GNSS-Radio-Okkultationen sowie die Modellierung der Schwerewellenausbreitung und des Einflusses auf die Atmosphäre und Ionosphäre mit Hilfe des mittleren Atmosphärenmodells MUAM des Instituts für Meteorologie Leipzig.

Projektbezogene Publikationen:

• Lilienthal, F., Ch. Jacobi, T. Schmidt, A. de la Torre, and P. Alexander, 2017: On the influence of zonal gravity wave distributions on the Southern Hemisphere winter circulation, Ann. Geophys., 35, 785-798, doi:0.5194/angeo-35-785-2017.
• Jacobi, Ch., F. Lilienthal, T. Schmidt, and A. de la Torre, 2016: Modeling the Southern Hemisphere winter circulation using realistic zonal mean gravity wave information in the lower atmosphere , Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 54, 37-46, ISBN: 978-3-9814401-4-0.
• Schmidt, T., A. de la Torre, P. Llamedo, P. Alexander, F. Lilienthal, C. Jacobi, J. Wickert. 2015: Long-term observations of gravity wave activity in the lower stratosphere with GPS radio occultation data, IUGG 26th Assembly, 22.6.-2.7.2015, Prague.
• Ern, M., C. Arras, A. Faber, K. Fröhlich, Ch. Jacobi, S. Kalisch, M. Krebsbach, P. Preusse, T. Schmidt und J. Wickert, 2013: Observations and Ray Tracing of Gravity Waves: Implications for Global Modeling. In: Lübken, F.-J. (Hrsg.): Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES), Springer, Berlin, 383-408, doi: 10.1007/978-94-007-4348-9_21.
• Fröhlich, K., T. Schmidt, M. Ern, P. Preusse, A. de la Torre, J. Wickert, and Ch. Jacobi, 2007: The global distribution of gravity wave energy in the lower stratosphere derived from GPS data and gravity wave modelling: attempt and challenges, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 69, 2238–2248.

Empirische und semiempirische Modelle von Wind und Windvariabilität in der mittleren Atmosphäre

Laufzeit: 2004 – 2006

Partnerschaften:

Wir sind 4 Partner aus 3 europäischen Ländern, die sich alle regelmäßig mit der Wissenschaft der Dynamik der Mesosphäre/unteren Thermosphäre (MLT) beschäftigen und MLT- und Messungen durchführen:

• Institut für Meteorologie, Universiät Leipzig, Deutschland
• Institute for Experimental Meteorology, Russia
• Radiophysics Department, Kazan State University, Russia
• Hovemere Ltd., UK

Summary

Das Projekt umfasste die Erstellung globaler monatlicher Datensätze des Windes und dessen Variabilität in der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 100 km. Diese basieren auf bereits vorhandenen Modellen von Winden und Gezeiten in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre, verwendet globale Analysen aus Met Office-Reanalysen und kombiniert diese Analysen mithilfe eines Zirkulationsmodells, um die Mesosphäre einzubeziehen. Die Daten sind.

Kontakt:

Datensätze: Prof. Dr. Christoph Jacobi

Solare EUV-Messungen und ionosphärische Reaktion

Das Projekt basiert auf einer Kooperation zwischen

• Universität Leipzig, Institut für Meteorologie,
• Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt – Institut für Kommunikation und Navigation, Neustrelitz,
• Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM), Freiburg. The SolACES project wurde gleitete durch das IPM.

Das von Fraunhofer IPM entwickelte Sonnenspektrometer SolACES lieferte von 2008 bis 2017 einzigartige Messdaten des solaren UV/EUV im Wellenlängenbereich 17 – 220 nm von der ISS. SolACES war Bestandteil des Instrumentenpaketes SOLAR. Die Daten werden zur Analyse solar-terrestrischer Beziehungen, insbesondere des Einflusses solarer Variabilität auf die Ionosphäre, verwendet.

Publikationen mit wissenschaftlicher Qualitätssicherung

• Schmidtke, G., S.V. Avakyan, J. Berdermann, V. Bothmer, G. Cessateur, L. Ciraolo, L. Didkovsky, T. Dudoc de Wit, F.G. Eparvier, A. Gottwald, M. Haberreiter, R. Hammer, Ch. Jacobi, N. Jakowski, M. Kretzschmar, J. Lilensten, M. Pfeifer, S.M. Radicella, R. Schäfer, W. Schmidt, S.C. Solomon, G. Thuillier, W. K. Tobiska, S. Wieman, and T.N. Woods, 2015: Where does the Thermospheric Ionospheric GEospheric Research (TIGER) Program go? Adv. Space Res., 56, 1547–1577, doi:10.1016/j.asr.2015.07.043.
• Schmidtke, G., Ch. Jacobi, B. Nikutowski, and Ch. Erhardt, 2014: Extreme ultraviolet (EUV) solar spectral irradiance (SSI) for ionospheric application - history and contemporary state-of-art, Adv. Radio Sci., 12, 251-260, doi:10.5194/ars-12-251-2014.
• Schmidtke, G., B. Nikutowski, Ch. Jacobi, R. Brunner, Ch. Erhardt, S. Knecht, J. Scherle and J. Schlagenhauf, 2014: Solar EUV irradiance measurements by the Auto-Calibrating EUV Spectrometers (SolACES) aboard the International Space Station (ISS), Solar Phys., 289, 1863-1883, doi: 10.1007/s11207-013-0430-5.
• Unglaub,  C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner, 2012: EUV-TEC proxy to describe ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements. Adv. Radio Sci., 10, 259-263.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner, 2011: EUV-TEC proxy to describe ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements: first results. Adv. Space Res., 47, 1578-1584, doi:10.1016/j.asr.2010.12.014.

Andere Publikationen

• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, Schäfer, and N. Jakowski, 2015: Delayed response of global ionospheric electron content to EUV variations derived from combined SolACES-SDO/EVE measurements, Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig, 53, 1 - 10, LIM Band 53
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, M. Pfeifer, R. Schäfer, R. Brunner, T. Woods, and N. Jakowski, 2015: Delayed response of global TEC to ionization variations seen from combined SolACES-SDO/EVE solar EUV spectra, Proc. 7. Workshop "Solar Influences on the Magnetosphere, Ionosphere and Atmosphere", 1.-5.6.2015, Sunny Beach, 29-32, ISSN 2367-7570.
• Jacobi, Ch., B. Nikutowski, J. Hein, C. Unglaub, Ch. Erhardt, R. Brunner and G. Schmidtke, 2014: Solar activity and ionospheric response as seen from combined SolACES and SDO-EVE solar EUV spectra, Wiss. Mitteil. Inst. f. Meteorol. Univ. Leipzig, 52, 49 - 56.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner, 2012: Proxies to describe ionospheric variability and heating rates of the upper atmosphere: current progress, Wiss. Mitt. Inst. f. Meteorol. Univ. Leipzig, 48, 45-54.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski, and R. Brunner, 2010: EUV-TEC - an index to describe ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements: first results. Wiss. Mitt. Inst. f. Meteorol. Univ. Leipzig 47, 51-60.
• Unglaub, C., 2010: EUV-TEC: Ein Index zur Beschreibung der ionosphärischen Variabilität, Diplom Thesis, Universität Leipzig, 104S.

Conference contributions

• Jacobi, Ch., N. Jakowski, G. Schmidtke und T.N. Woods, 2015: Delayed response of the global total electron content to solar EUV variations, Kleinheubacher Tagung 2015, 27.-29.9.2015, Miltenberg.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, R. Brunner, R. Schäfer, T. Woods and N. Jakowski, 2015: Ionospheric ionization calculated from combined SolACES-SDO/EVE solar EUV spectra and comparison with delayed global TEC, IUGG 26th Assembly, 22.6.-2.7.2015, Prague.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, M. Pfeifer, R. Schäfer, R. Brunner, T. Woods, and N. Jakowski, 2015: Delayed response of global TEC to ionization variations seen from combined SolACES-SDO/EVE solar EUV spectra, 7. Workshop "Solar Influences on the Magnetosphere, Ionosphere and Atmosphere", Sunny Beach, Bulgaria, 1-5 Juni 2015.
• Jacobi, Ch., R. Schäfer, and N. Jakowski, 2015: Delayed response of ionospheric electron content to solar EUV variations at different time scales, 4. Nationaler Weltraumwetterworkshop,11.-13.5.2015, DLR, Neustrelitz.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, R. Schäfer, R. Brunner, T. Woods and N. Jakowski, 2015: Ionospheric ionization calculated from combined SolACES-SDO/EVE solar EUV spectra and comparison with global TEC at different time scales, EGU General Assembly 2015, Vienna, Austria, 12 – 17 April 2015.
• Schmidtke, G., F.G. Eparvier, C. Erhardt, Ch. Jacobi, N. Jakowski, B. Nikutowski, M. Pfeifer, R. Schäfer, E. Schmölter, G. Thullier and W.K. Tobiska, 2014: Where goes TIGER? 40th COSPAR Scientific Assembly, Moscow, Russia, 2.-10. August 2014.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, B. Nikutowski, R. Brunner, C. Erhardt and G. Schmidtke, 2013: EUV monitoring with SolACES during half of a solar cycle, IAGA 2013 XII Scientific Assembly, Merida, Mexiko, 26.-31. August 2013.
• Schmidtke, G., B. Nikutowski, R. Brunner, G. Thuillier, C. Erhardt, F. Eparvier, T. Woods, and Ch. Jacobi, 2012: Results from the SolACES instrument onboard the International Space Station (ISS). 39th COSPAR Scientific Assembly, Mysore, Indien, 14.-22.7.2012.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner, 2012: Primary ionisation and solar heating variability of the thermosphere using satellite-borne solar EUV measurements. DPG-Frühjahrstagung 2012, SAMOP, Stuttgart,12.-16.3.2012, Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 2/2012, S. 85.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner, 2011: EUV-TEC proxy for primary ionisation variability using satellite-borne solar EUV measurements. Kleinheubacher Tagung 2011, 26. – 18. September 2011, Miltenberg.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, P. Hoffmann, M. Placke und G. Stober, 2011: Midlatitude meso­sphe­re/lower thermosphere parameters during solar minimum 23/24. IUGG 2011 Assembly, 28.6.-7.7.2011, Melbourne.
• Jacobi, Ch., C. Unglaub, G. Schmidtke, B. Nikutowski and R. Brunner., 2011: EUV-TEC proxy for ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements. IUGG 2011 Assembly, 28.6.-7.7.2011, Melbourne.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski, and R. Brunner, 2010: EUV-TEC index to describe ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements: first results. COSPAR 2010, Bremen, 18-25.7.2010.
• Nikutowski, B., R. Brunner, Ch. Jacobi, S. Knecht, C. Ehrhardt, and G. Schmidtke, 2010: SolACES spectrometers onboard the International Space Station (ISS). COSPAR 2010, Bremen, 18-25.7.2010.
• Unglaub, C., Ch. Jacobi, G. Schmidtke, B. Nikutowski, and R. Brunner, 2010: An index to describe global ionospheric variability using satellite-borne solar EUV measurements. SCOSTEP STP-12 Symposium, Berlin, 12.-16.7.2010.
• Jacobi, Ch., and N. Jakowski, 2009: EUV Indices, and global TEC. EUV-IR Irradiance Workshop, IPM Freiburg, 15-17.4.2009.