In einer kürzlich erschienenen Arbeit haben Greatbatch und Zhang darauf hingewiesen, daß interdekadische Oszillationen in einem Ozean-Becken-Modell gefunden werden können, falls dieses mit festgehaltenen Wärmeflüssen angetrieben wird. Diese Oszillationen haben Ahnlichkeit mit jenen, welche Delworth et al. in einem gekoppelten Ozean-Atmosphären-Modell fanden. In der vorliegenden Arbeit werden Mechanismen verglichen, die in drei einfachen Ozeanmodellen mit festgehaltenen Antrieben zu Schwingungen führen. Die Experimente mit einem drei-dimensionalen Becken-Modell werden ausführlich beschrieben. In diesen Experimenten zeigt sich der voll dreidimensionale Charakter der Schwingungen. Die Oszillationen stehen im Zusammenhang mit einer Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit von kalten Randstörungen im nordwestlichen Teil des Ozeanbeckens. Der Grund dafür ist ein anomal großes Gebiet tiefreichender Konvektion in dieser Region. Kräftige Temperaturanomalien enstehen dann infolge von anomaler Advektion. Ganz wesentlich für das Vorkommen von ungedämpften Oszillationen ist eine Verlängerung der Zeitspanne mit starker (schwacher) meridionaler Zirkulation im drei-dimensionalen Modell (\"Schleifen\"-Modell) durch einen Überkompensationsmechanismus. Letzendlich bestätigen diese Experimente die Ansicht von Winton, daß sich die Oszillationen in drei-dimensionalen Modellen nicht mit einfachen \"Schleifen\"-Modellen nachvollziehen lassen. / In a recent paper Greatbatch and Zhang reported the finding of interdecadal oscillations in an idealized ocean basin forced by constant heat flux. This oscillation has many similarities to that found by Delworth et al. in a coupled ocean-atmosphere model. We have used three simple models with fixed surface fluxes, a box model, a Welander-like loop model and a three-level three-dimensional ocean basin model, in order to compare mechanisms associated with interdecadal oscillations in these models. Our experiments with the basin model revealed the three-dimensional character of the oscillations in three-dimensional models. Self-sustained oscillations are associated with a reduction of the propagation speed of cold anomalies in the north-western corner of the model because of anomalous strong convection in that region. Then anomalous gyre circulation leads to the development of strong temperature anomalies. The extension of the period of strong (low) overturning in the three-dimensional (loop) model by some overcompensation mechanism is crucial for the occurrence of self-sustained oscillations. In conclusion we confirm Wintons view that fixed flux variability is not a meridional plane phenomenon related to loop oscillators.

Daily analyses of the zonal and meridional prevailing wind at the mesopause ( - 95 km height) are investigated with respect to planetary wave scale oscillations with periods ranging between 2 and 18 days. A mean climatology of the years 1983 - 1994 is presented. Time series of planetary wave activity show a significant increase during this period, which is in accordance with results from literature. / Tägliche Analysen des zonalen und meridionalen Grundwindes in der Mesopausenregion (- 95 km Höhe) werden hinsichtlich planetarer Wellenaktivität im Periodenbereich von 2 bis 18 Tagen untersucht. Es wird eine mittlere Klimatologie der Jahre 1983 - 1994 dargestellt. In diesem Zeitraum ist eine signifikante Zunahme der Wellenaktivität zu verzeichnen, die in Übereinstimmung mit Literaturangaben steht.

Die Anregung von planetarer Wellenaktivität in der Südwinter Stratosphäre wird anhand von Beobachtungsdaten untersucht. Die statistischen Untersuchungen zeigen, dass dem nichtlinearen Antrieb, erzeugt durch Wechselwirkungen zwischen den transienten baroklinen Eddies, eine entscheidende Rolle zu kommt. Aus täglichen Stromfunktionsfeldern der Südhemisphäre ist dazu die Berechnung des nichtlinearen tiefpass gefilterten Antriebes für Wellen mit zonalen Wellenzahlen eins und zwei erfolgt. Eine CEOF Analyse mit anschliessender MSSA liefert dominante Strukturen, die die Wechselwirkungen zwischen Tropo- und Stratosphäre sehr gut beschreiben. Die aus der MSSA abgeleiteten vertikalen Ausbreitungszeiten stimmen mit denen aus der Literatur bekannten überein. / Using observational data the forcing of planetary wave variability in the southern winter hemisphere is examined. The statistical analyses point out clearly the important role of the nonlinear eddy forcing. We calculate the low pass filtered nonlinear eddy forcing for waves with wavenumbers one and two from daily streamfunction fields. Our approach combines a complex empirical function analysis with a multichannel singular spectrum analysis. The resulting eigenstructures can be used to explain the interaction between the Troposphere and Stratosphere. We compare the dominant vertical propagation time scales obtained from our analysis with results existing in literature and find good agreement.

In einer kürzlich erschienenen Arbeit haben Greatbatch und Zhang darauf hingewiesen, daß interdekadische Oszillationen in einem Ozean-Becken-Modell gefunden werden können, falls dieses mit festgehaltenen Wärmeflüssen angetrieben wird. Diese Oszillationen haben Ahnlichkeit mit jenen, welche Delworth et al. in einem gekoppelten Ozean-Atmosphären-Modell fanden. In der vorliegenden Arbeit werden Mechanismen verglichen, die in drei einfachen Ozeanmodellen mit festgehaltenen Antrieben zu Schwingungen führen. Die Experimente mit einem drei-dimensionalen Becken-Modell werden ausführlich beschrieben. In diesen Experimenten zeigt sich der voll dreidimensionale Charakter der Schwingungen. Die Oszillationen stehen im Zusammenhang mit einer Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit von kalten Randstörungen im nordwestlichen Teil des Ozeanbeckens. Der Grund dafür ist ein anomal großes Gebiet tiefreichender Konvektion in dieser Region. Kräftige Temperaturanomalien enstehen dann infolge von anomaler Advektion. Ganz wesentlich für das Vorkommen von ungedämpften Oszillationen ist eine Verlängerung der Zeitspanne mit starker (schwacher) meridionaler Zirkulation im drei-dimensionalen Modell (\'Schleifen\'-Modell) durch einen Überkompensationsmechanismus. Letzendlich bestätigen diese Experimente die Ansicht von Winton, daß sich die Oszillationen in drei-dimensionalen Modellen nicht mit einfachen \'Schleifen\'-Modellen nachvollziehen lassen. / In a recent paper Greatbatch and Zhang reported the finding of interdecadal oscillations in an idealized ocean basin forced by constant heat flux. This oscillation has many similarities to that found by Delworth et al. in a coupled ocean-atmosphere model. We have used three simple models with fixed surface fluxes, a box model, a Welander-like loop model and a three-level three-dimensional ocean basin model, in order to compare mechanisms associated with interdecadal oscillations in these models. Our experiments with the basin model revealed the three-dimensional character of the oscillations in three-dimensional models. Self-sustained oscillations are associated with a reduction of the propagation speed of cold anomalies in the north-western corner of the model because of anomalous strong convection in that region. Then anomalous gyre circulation leads to the development of strong temperature anomalies. The extension of the period of strong (low) overturning in the three-dimensional (loop) model by some overcompensation mechanism is crucial for the occurrence of self-sustained oscillations. In conclusion we confirm Wintons view that fixed flux variability is not a meridional plane phenomenon related to loop oscillators.

The state and variability of the thermosphere/ionosphere system can be described by the total electron content (TEC). The solar forcing through ionisation is dominant. But there are transport processes of the ionized plasma through thermospheric wind systems which cause anomalies in the behaviour of the electron density. An important question in this context is, whether signals of planetary waves (PW) from middle atmosphere may be detected in ionospheric disturbances of the total electron content. A direct penetration of PW into the thermosphere is not possible, but indirect mechanism of modulation of solar tides are not debarred. Thus, the analysis of hemispheric TEC-maps in combination to stratospheric reanalysis data and other atmospheric measurements may help to investigate the problem of vertical coupling. This study presents signatures of winter stratospheric planetary waves visible in the ionospheric TEC. The westward propagating component having zonal wavenumber 1 reveals a correspondence between the stratosphere and ionosphere for periods of quasi 16-, 7- and 4-days close to the atmospheric normal modes. / Der Zustand und die Variabilität des Systems der Thermosphäre/Ionosphäre lassen sich durch den totalen Elektronengehalt (TEC) beschrieben. Wenn gleich der solare Antrieb durch Ionisation überwiegt, gibt es Transportprozesse des ionisierten Plasma durch thermospherische Windsysteme, welche Anomalien in der Elektronendichte verursachen. Eine in diesem Zusammenhang wichtige Frage ist, ob sich Signale planetarer Wellen der mittleren Atmosphäre in ionosphärischen Störungen im Gesamtelektronengehalt finden lassen. Eine direkte Ausbreitung planetarer Wellen (PW) in die Thermosphäre ist nicht möglich, aber indirekte Mechanismen wie die Modulation durch solare Gezeiten werden nicht ausgeschlossen. Deshalb werden hier Analysen von hemisphärischen TEC-Karten in Kombination mit stratosphärischen Reanalyse-Daten und anderen atmospherischen Messungen durchgeführt, um das Problem der vertikalen Koppelung zu untersuchen. Diese Studie hier zeigt, dass sich Signaturen von stratosphärischer planetarer Wellenaktivität im Winter auch im ionosphärischen TEC abbilden. Die westwärtswandernde Komponente mit Wellenzahl 1 zeigt offenbar eine gute Übereinstimmung zwischen der Stratosphäre und Ionsphäre mit Perioden von quasi 16-, 7-, 4-Tagen, welche nahe denjenigen der atmosphärischen Normalmoden liegen.

Daily analyses of the zonal and meridional prevailing wind at the mesopause ( - 95 km height) are investigated with respect to planetary wave scale oscillations with periods ranging between 2 and 18 days. A mean climatology of the years 1983 - 1994 is presented. Time series of planetary wave activity show a significant increase during this period, which is in accordance with results from literature. / Tägliche Analysen des zonalen und meridionalen Grundwindes in der Mesopausenregion (- 95 km Höhe) werden hinsichtlich planetarer Wellenaktivität im Periodenbereich von 2 bis 18 Tagen untersucht. Es wird eine mittlere Klimatologie der Jahre 1983 - 1994 dargestellt. In diesem Zeitraum ist eine signifikante Zunahme der Wellenaktivität zu verzeichnen, die in Übereinstimmung mit Literaturangaben steht.

Die Anregung von planetarer Wellenaktivität in der Südwinter Stratosphäre wird anhand von Beobachtungsdaten untersucht. Die statistischen Untersuchungen zeigen, dass dem nichtlinearen Antrieb, erzeugt durch Wechselwirkungen zwischen den transienten baroklinen Eddies, eine entscheidende Rolle zu kommt. Aus täglichen Stromfunktionsfeldern der Südhemisphäre ist dazu die Berechnung des nichtlinearen tiefpass gefilterten Antriebes für Wellen mit zonalen Wellenzahlen eins und zwei erfolgt. Eine CEOF Analyse mit anschliessender MSSA liefert dominante Strukturen, die die Wechselwirkungen zwischen Tropo- und Stratosphäre sehr gut beschreiben. Die aus der MSSA abgeleiteten vertikalen Ausbreitungszeiten stimmen mit denen aus der Literatur bekannten überein. / Using observational data the forcing of planetary wave variability in the southern winter hemisphere is examined. The statistical analyses point out clearly the important role of the nonlinear eddy forcing. We calculate the low pass filtered nonlinear eddy forcing for waves with wavenumbers one and two from daily streamfunction fields. Our approach combines a complex empirical function analysis with a multichannel singular spectrum analysis. The resulting eigenstructures can be used to explain the interaction between the Troposphere and Stratosphere. We compare the dominant vertical propagation time scales obtained from our analysis with results existing in literature and find good agreement.