Durch Gebirge ausgelöste Schwerewellen (McWave)

Der skandinavische Gebirgsrücken eignet sich vorzüglich zum Studium von Schwerewellen, welche durch die "Ablenkung" von Winden enstehen, die vom Nordmeer kommen. Das sehr umfangreiche Netz von Bodenmessungen, die den beiden Raketenbasen Andoya und Esrange angeschlossen sind, machen dieses Gebiet ideal für Untersuchungen von Schwerewellen in hohen Breiten. Zwei Salven von Forschungsraketen sind vorgesehen um die Feinstruktur der Hochatmosphäre in-situ zu messen und deren Ergebnisse mit denen der Bodenmessungen von Radarechos und Aerosolen zu einem Gesamtbild zu vereinen. Eine Sequenz wird im Winter von Esrange abgehalten werden, wenn Westwinde vorherrschen, die andere im Sommer mit Schwergewicht der Messungen in Andoya, zu einer Zeit wo man mit anderen Auslösemechanismem für Schwerewellen rechnet. Beide Sequenzen werden als Hintergrundinformation stündliche Temperaturmessungen von meteorologischen Raketen und Ballonen erhalten, die in den 12 Stunden zwischen den beiden Forschungsraketen einer Sequenz gestartet werden.

Die Energie, die in der hohen Atmosphäre enthalten ist, ist nicht nur eine Funktion des Sonnenflusses, der in diesem Gebiet absorbiert wird, sondern auch eine Funktion der Energie, die in aufsteigenden Schwerewellen enthalten ist, welche dort durch nicht-lineare Prozesse ihre Energie abgeben. Im Sommer entstehen solche Bedingungen unter denen sich Schwerewellen entwickeln vornehmlich durch Windscherungen. Die entsprechende Serie von Raketenflügen im Sommer 2002 von Andøya zeigte eine ausgeprägte Region von Turbulenz bei 85 km, verbunden mit einer Schicht geladener Aerosole. Es wir angenommen, daß es sich dabei um Eispartikel handelt, die sich um Nukleationskerne vulkanischen Ursprungs bei den im Sommer vorherrschenden extrem niedrigen Temperaturen in der Nähe der Mesopause in der Arktis bilden können. Diese Schicht konnte sowohl vom Radar auf der Raketenbase, als auch von EISCAT etwa 100 km entfern bei Tromsø, festgestellt werden. Zum ersten Mal konnten die damit verbundenen Minima in der Elektronendichte nicht nur von Proben, sondern auch vom österreichischen Wellenausbreitungsexperiment gemessen werden, das vom Meßverfahren her eindeutige Absolutwerte liefert. Man nimmt an, daß Schwerewellen im Winter durch Ablenkung von Winden durch Gebirge ausgelöst werden. Die skandinavische Gebirgskette stellt solch ein Hindernis für Winde von der Nordsee dar. Die Raketenfolge, die der Untersuchung dieses Phänomens diente, wurde von Esrange in Schweden gestartet. Zu Beginn des Januars 2003 entwickelte sich ein sogenanntes stratospheric warming, welches das Aufsteigen von Schwerewellen verhindert; einige der Kampagnenziele mußten daher geändert werden, da nicht abzusehen war, wie lange dieses Strat-Warm dauern würde. Die erste Salve zeigt daher Schwerewellen nur bis 65 km und einen glatten Elektronendichteverlauf; in der zweiten Serie wurden Schwerewellen bis zu weit größeren Höhen festgestellt und waren der wahrscheinlichste Grund für die Region ausgeprägter Turbulenz bei etwa 85 km, die aufgrund einer Reihe von Temperaturmessungen festgestellt werden konnte. Die herausragende Qualität der Ionosphäremessungen erlaubte zum ersten Mal eine Eichung der IRIS Riometers in Nordfinnland und des inkohärenten Radars EISCAT bei Tromsø.