The Middle and Upper Atmosphere Model (MUAM) was used for the period from 1979 to 2015 and for January and July to analyze the interannual and longterm development of the horizontal wind and temperature in the middle atmosphere. Above the troposphere, for each season a long-term temperature decrease was observed, with maxima in the polar stratosphere in winter. In the zonal wind, a weakening and slight northward displacement of the mesospheric westerly wind could be observed in the respective winter hemisphere. On the southern hemisphere in January there was a slight weakening of the wind jets, while in the northern hemisphere a slight increase could be observed in July. For the meridional wind, especially for the mesospheric branch of the meridional wind jet, the southerly wind was intensified in January, while the northerly wind weakened particularly in the southern hemisphere in July. Possible reasons for the long-term trends are discussed. / Mit dem Modell für die mittlere und obere Atmosphäre MUAM wurden Berechnungen über den Zeitraum von 1979 bis 2015 für Januar und Juli durchgeführt, um die Entwicklung des Zonal- und Meridionalwindes sowie der Temperatur zu analysieren. Dabei zeigte sich ganzjährig ein Temperaturrückgang oberhalb der Troposphäre, mit einem Maximum in der polaren Stratosphäre während des Winters. Beim Zonalwind ließ sich in der jeweiligen Winterhemisphäre eine Abschwächung und leichte Nordverlagerung des mesosphärischen Westwindjets beobachten. Auf der Südhemisphäre im Januar kam es zu einer leichten Abschwächung der Starkwindbänder, während im Juli auf der Nordhemisphäre eine leichte Verstärkung festgestellt werden konnte. Für den Meridionalwind, insbesondere für den meridionalen mesosphärischen Windjet zeigte sich im Januar eine Intensivierung des Südwindes, während sich der Nordwind im Juli besonders auf der Südhemisphäre abschwächte. Gründe für diese Trends werden diskutiert.

Mit Hilfe numerischer Simulationen wird gezeigt, dass manche Änderungen des klimatologischen Hintergrundwindfeldes zu instabilem mittleren Zonalwind in der mittleren Atmosphäre Sommerhemisphäre führen. Diese Instabilität treibt Oszillationen mit einer Periode um 2 Tage an, welche eine zonale Wellenzahl von s = 3 oder 4 aufweisen. Beobachtete Variationen des mittleren Windes stehen in Verbindung mit diesen numerisch gefundenen Schwingungen. Starke 2-Tage-Wellen wiederum sind instabil und können daher Wellen längerer Periodendauer und kleinerer Wellanzahl anregen. Dieser Effekt ist jedoch nur für sehr starke 2-Tage-Wellen signifikant. Effektiver ist ein Prozess, bei dem nichtlineare Wechselwirkung zwischen einer 10-14-Tage-Welle und der 2-Tage-Welle der zonalen Wellenzahl 4 eine neue quasi-2-Tage-Welle mit einer Periodendauer von 55-60 Stunden anregt. Diese Welle generiert sekundäre Wellen effektiver als die ursprüngliche 2-Tage-Wellen; die sekundären Wellen können beobachtet werden. / Basing on numerical calculations we have demonstrated that some changing of the climatological background atmosphere could lead to an unstable mean zonal wind distribution in the summer middle atmosphere. This instability forces oscillations propagating westward with a period of about 2 days and zonal wavenumbers s = 3 and/or 4. There are variations in the mean zonal wind distribution due to the excitation and transient propagation of these waves and numerical results correspond to features of these changes obtained in experimental studies. Strong 2-day waves in turn are unstable and can generate secondary waves with longer periods and lower zonal wavenumbers. This effect is significant only for very strong 2-day waves. It is shown that the 2-day wave with s=3 forced by non-linear interaction between 10-14 day planetary waves and the 2-day wave of zonal wave number 4 is unstable. This wave generates secondary waves of lower zonal wavenumbers more easily than the primary 2-day waves and these secondary waves may be observed.

The general circulation model COMMA-LIM solves the primitive equations on a sphere using gridpoints. The relative large interval between adjacent gridpoints (5° × 5.6° latitude versus longitude) causes an incorrect meridional temperature gradient in the coarsly resolved troposphere that leads to too weak winds there, particularly in the lower winter stratosphere above the polar region. By using the technique of nudging 11-year averaged NCEP zonal mean temperature data were assimilated into COMMA-LIM. This means that longitudinal dependent processes as calculated by the model still influence the atmosphere. The nudging method has improved not only the lower atmosphere, but also the middle atmospheric jets show a more realistic behaviour. A numerical experiment by forcing the 16-day wave was carried out in order to investigate the influence of an improved background circulation on the vertical propagation of planetary waves. / Das globale Zirkulationsmodell COMMA-LIM berechnet die primitiven Gleichungen auf einem Kugelgitter. Der relativ große Gitterabstand von 5°× 5.6° in Breite und Länge und die grobe vertikale Auflösung führen zu einem inkorrekten meridionalen Temperaturgradienten in der Troposphäre, so dass die troposphärischen Jets und der polare Winterwirbel zu schwach ausgeprägt sind. Mit Hilfe der Methode des Nudging wurden in den unteren 30 km der Atmosphäre 11-Jahres gemittelte NCEP Reanalysedaten des Temperaturfeldes assimiliert. Dabei wurde nur der zonale Mittelwert der berechneten Temperatur an die Reanalysedaten relaxiert, so dass die Antriebsterme, die von COMMA-LIM berechnet werden, erhalten bleiben. Durch diese Methode wurden Wind- und Temperaturfeld sowohl in der Troposphäre als auch in der mittleren Atmosphäre verbessert. Ein Experiment zur Ausbreitung der 16-Tage Welle wurde unter den neuen Bedingungen durchgeführt, und der Einfluß der veränderten Atmosphäre auf die vertikale Wellenausbreitung wurde untersucht.