Гравитационные волны образуются в атмосфере в результате дестабилизирующих процессов, например, на погодном фронте, во время штормов или при ударах воздушных масс над горными хребтами. Иногда их можно увидеть в небе в виде полос облаков. Однако для прогнозов погоды и моделей климата они в основном «невидимы» из-за своей короткой длины волны. Влияние гравитационных волн можно учесть только путем включения в модели дополнительных специальных компонентов. Исследовательская группа «MS-GWaves», финансируемая Немецким исследовательским фондом и возглавляемая Университетом Гёте во Франкфурте, тем временем усовершенствовала такие параметризации и проверит их во время второго периода финансирования.
Несмотря на то, что гравитационные волны имеют сравнительно короткие длины волн, всего от нескольких сотен метров до нескольких сотен километров, иногда они в значительной степени влияют на перенос водяного пара, а также на крупномасштабные ветры и распределение температуры. Наиболее сильно этот эффект проявляется в верхних слоях атмосферы. Они, в свою очередь, так сильно влияют и на нижние слои, что реалистичное моделирование погоды и климата в атмосфере невозможно без должного учета гравитационных волн. Гравитационные волны также играют важную роль для воздушного движения в прогнозировании турбулентности и являются важным фактором экстремальных погодных явлений, таких как сильный дождь или шторм.
В первый период финансирования десять научно-исследовательских институтов, участвующих в проекте, подробно задокументировали формирование гравитационных волн в ходе одной из крупнейших когда-либо проводившихся измерительных кампаний с использованием радаров, высокопроизводительных лазеров, ракет и исследовательских самолетов. так и с помощью лабораторных исследований. Они также усовершенствовали гипотезу о формировании и рассеивании гравитационных волн до такой степени, что теперь их развитие можно воспроизвести гораздо более надежно и в численных моделях с высоким разрешением..
На следующем этапе исследовательская группа под руководством профессора Ульриха Ахатца с факультета атмосферных и экологических наук Университета Гёте во Франкфурте использовала эти результаты для улучшения параметризации, которая служит для описания влияния гравитационных волн на погоду. и климатические модели с обычно более грубым разрешением. Они усовершенствовали модель погоды и климата ICON, используемую Национальной метеорологической службой Германии (DWD) и Институтом метеорологии Макса Планка. Новая модель, UA-ICON, позволяет делать более точные прогнозы для верхних слоев атмосферы и может работать с различным разрешением, так что гравитационные волны могут либо моделироваться в ней для целей тестирования, либо должны быть параметризованы в рабочем режиме. Расширенные параметризации в настоящее время интегрируются в эту модель и тестируются во втором периоде финансирования.
Проект также будет посвящен влиянию на прогнозирование погоды и моделирование климата. Важным аспектом в этом контексте является лучшее описание взаимодействия между гравитационными волнами и ледяными облаками (перистыми облаками), предпринятое в сотрудничестве с Майнцским университетом. Вполне может быть, что это играет важную роль для климата.