Collm mesopause winds are analysed with respect to their correlation with 30 hPa northern hemispheric stratospheric winds and pressure level heights. Correlation maps, based on the period of December 1978 through November 1997, are presented for each month of the year, showing possible connections between the lower and upper middle atmosphere, partly owing to the 10-12-year oscillation (TTO). Although in winter due to the propagation of planetary waves into the mesosphere direct coupling between the different layers of the atmosphere especially during stratospheric warmings is possible, the strongest correlation between stratosphere and mesopause region is found in summer, which is for the most part connected with the solar cycle dependence of the middle atmosphere. / Die Mesopausenwinddaten vom Collm werden in Bezug auf ihre Verbindung mit stratosphärischen Winden und Druckhöhen in 30 hPa untersucht. Abbildungen der Korrelationskoeffizienten, basierend auf dem Zeitraum von Dezember 1978 bis November 1997 zeigen mögliche Verbindungen zwischen Stratosphäre und Mesopausenregion, zum Teil über die 10-12-jährige Schwingung (TTO) der Stratosphäre. Obwohl im Winter wegen der Ausbreitung planetarer Wellen in die Mesosphäre speziell während rascher Stratosphärenerwärmungen eine direkte Verbindung zwischen den Schichten der Atmosphäre auftritt, werden die stärksten Korrelationen im Sommer gefunden, größtenteils durch den Einfluß der TTO.

Der Einfluß eines Seherstroms auf die Ausbreitung langer barotroper Wellen wird untersucht. Der Antarktische Zirkumpolarstrom ist als eine zonale Scherströmung zu betrachten. Wir zeigen auf einer ß-Ebene, daß der Antarktische Zirkumpolarstrom für zonal sich ausbreitende Wellen als Wellenleiter wirkt. Für den linearen Fall des Scherstromes wird die analytische Lösung angegeben. Die gebundenen Wellen sind meridional modal strukturiert und bewegen sich mit einer Gruppengeschwindigkeit von rund 0.02ms·1 von West nach Ost (alle). / We study the influence of a shear current on barotropic long wave propagation. The Antarctic Circumpolar Current can be considered as a sheared zonal flow. We show tht on a ß-plane the Antarctic Circumpolar Current acts as a waveguide for zonally propagating waves. We give the analytical solution for the linear sheared case. The trapped waves are modal structured in the meridional direction and propagate from the West to the East (all) with a group velocity of nearly 0.02ms·1.

Estimations of the intensity of short-period perturbations of the horizontal drift velocity at 80 - 110 km altitude are made using data from the regular low-frequency D1 ionospheric reflection observations at Collm, Germany (52° N, 15° E) for the period 1983 - 1999. A simple half-hourly-difference numerical filter is used to extract perturbations with time scales between 0.7 and 3 hours. The results are compared with the mean drift analyses in order to study the interaction between short-period perturbations and the mean circulation. The average monthly variances of short-period perturbations of the zonal velocity near 80 km altitude show a main maximum in summer, a smaller maximum in winter, and minimum values at the equinoxes. At higher altitudes the summer maximum is shifted towards spring, and another maximum of perturbation variances in autumn appears at altitudes near and above 100 km. The seasonal changes of variances of the meridional velocity show maximum values in spring and summer, also some indications for an increase of the summer maximum at altitudes larger than 100 km are found. The observed altitude changes of the seasonal variations of drift perturbation variances are consistent with some numerical calculations of the height structure of a spectrum of internal gravity waves in the middle and upper atmosphere. / Die Intensität kurzperiodischer Störungen der horizontalen Driftgeschwindigkeit im Höhenbereich zwischen 80 und 110 km wurde anhand der regulären D1 Langwellenreflexionsmessungen in Collm (52° N, 15° E), bestimmt. Verwendet wurden Daten der Jahre 1983 - 1999. Ein einfache numerische Filter basierend auf den Unterschieden aufeinanderfolgender halbstündiger Windmittelwerte wurde verwendet, um Störungen im Zeitbereich von 0.7 - 3 Stunden zu ermitteln. Die Ergebnisse wurden mit Analysen der mittleren Drift verglichen, um die Wechselwirkungen zwischen kurzperiodischen Störungen und der mittleren Zirkulation zu untersuchen. Die mittlere monatliche Varianz der kurzperiodischen Störungen der Zonalgeschwindigkeit bei etwa 80 km zeigt ein Hauptmaximum im Sommer und ein schwächeres Maximum im Winter, wobei die Minima während der Aquinoktien auftreten. In grösseren Höhen verschiebt sich das Sommermaximum zum Frühjahr hin, und in Höhen über 100 km erscheint im Herbst ein weiteres Maximum. Der Jahresgang der meridionalen Windstörungen zeigt maximale Werte in Frühjahr/Sommer, und es sind auch Hinweise auf eine Verstärkung des Sommermaximums oberhalb von 100 km zu finden. Die gemessenen Höhenänderungen im Jahresgang der kurzperiodischen Driftschwankungen entsprechen numerischen Ergebnissen der Höhenabhängigkeit interner Schwerewellen in der mittleren und oberen Atmosphäre.

Die Zerlegung von Beobachtungsgrößen in sogenannte Mittelwerte und Fluktuationen führt zur Parametrisierung des turbulenten Flusses aber auch zu Problemen. Der Erwartungswert der turbulenten Größe ψ ist das Ensemble Mittel über eine große Zahl von Realisierungen, falls ψ normalverteilt ist. Geophysikalische Daten bestehen jedoch aus Zeitreihen und/oder räumlichen Daten. Daher muß jeder vernünftige Mittelungsprozeß von ψ in der Zeit und/oder im Raum durchgeführt werden. Um die Fluktuationen ψ' von ψ zu trennen, müssen wir den Erwartungswert von ψ bestimmen, d.h. die Fluktuationen in den langen Zeit- und/oder Raumskalen. Für dieses Problem ist der Mittelwert über das Meßintervall eine schlechte Approximation, das gleitende Mittel eine bessere und der numerisch tiefpassgefilterte Wert die bestmögliche Approximation. Eine Fluktuationsmessung (surface flux) im Bereich niedriger Flüsse wurde ausgewertet 1) nach der gewöhnlichen Methode und 2) mit einem numerischen Tiefpass Lanczos-Filter. Mit 2) erhielten wir bessere Ergebnisse. / Decomposition of some observables into so-called mean parts and fluctuations leads to parameterisation of turbulent flow but is also the cause of different problems. The expectation of the turbulent field ψ is, the ensemble mean over a large number of realizations if ψ follows a normal distribution. Geophysical data, however, consist of time- and/or space series. Thus every reasonable averaging process of ψ must be over time and/or space. To separate fluctuations ψ' from ψ we must estimate the expectation value of ψ, i.e. fluctuations on long time and/or space scales. For this problem the mean over the measuring interval is an inexact approximation, the moving mean is better but the numerically low-pass filtered value probably the best possible approximation. A surface flux measurement in low flux regime is evaluated with 1) a usual procedure and 2) with a numerical low-pass Lanczos-filter. With 2) we obtain better results.

Meteore, die in die Atmosphäre eindringen, bilden bei hohen Oberflächentemperaturen, die durch Kollisionen mit der umgebenden Luft hervorgerufen werden, einen mehrere Kilometer langen Plasmaschweif aus. An diesem Schweif werden ausgesandte Radarwellen reflektiert und zurückgestreut. Dies führt zu einem charakteristischen Schwingungsverhalten, auch Fresnel Zonen genannt, am Empfänger. Die Überlagerung dieser Wellen ist verantwortlich für die typische Signalform eines Meteors, mit dem abrupten Anstieg und dem exponentiellen Abfall für \"underdense\" Meteore. Mit Hilfe einer Simulation wird der theoretische Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Signalverlauf demonstriert. Des weiteren wird gezeigt, das die Methode von Baggaley et al. [1997] zur Bestimmung von Meteoreintrittsgeschwindigkeiten auch auf ein Radarinterferometer (SKiYMET) anwendbar ist. Abschliessend werden die gewonnen Ergebnisse mit einem anderen Verfahren sowie der Literatur verglichen. / Meteors, penetrating the earths atmosphere, creating at high surface temperatures, which are caused by collisions with the surrounding air molecules, a several kilometer long plasma trail. The ionized plasma backscatters transmitted radar waves. This leads to characteristic oscillations, called Fresnel zones, at the receiver. The interference of these waves entails the typical signal shape of a underdense meteor with the sudden rise of the signal and the exponential decay. By means of a simulation the theoretical connection between velocity and signal shape is demonstrated. Furthermore it is presented, that the method from Baggaley et al. [1997] for determination of meteor entry velocities is applicable for a radar interferometer (SKiYMET). Finally the results are compared to other radar methods on similar equipment and to other experiments.

Since March 2006 the Institute of Meteorology in Leipzig (LIM) is owner of a commercial Mini-SODAR. The Mini-SODAR is very small in size and therefore mobile. It can be set up with low effort in short time at any place. The first testmeasurement was operated in June 2006 at the boundary layer field site Falkenberg that belongs to the Meteorological Observatory Lindenberg (MOL) of the German Meteorological Service (DWD) and was parallel accompanied by the measurement of a windtower and a Doppler-SODAR. The results of this six-hour-measurement are presented here. A statistical comparison between Mini-SODAR, tower data and Doppler-SODAR was performed. Also backscatter intensity and profile data from Mini-SODAR were analysed and interpreted. / Seit März 2006 ist das Leipziger Institut für Meteorologie (LIM) in Besitz eines kommerziellen Mini-SODARs. Das Mini-SODAR ist auf Grund seiner Größe sehr mobil und lässt sich unter geringem Aufwand schnell an einem beliebigen Standort aufbauen. Die erste größere Testmessung und gleichzeitig Vergleichsmessung dieses Gerätes mit einem Windmast und einem Doppler-SODAR fand im Juni 2006 auf dem Grenzschichtmessfeld in Falkenberg statt, welches zum Meteorologischen Observatorium (MOL) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) gehört. Die Auswertung dieser 6-stündigen Messung wird hier vorgestellt. Es wurde ein statistischer Vergleich zwischen Mini-SODAR, Windmast und Doppler-SODAR durchgeführt. Weiterhin wurden das Sodargramm und die gemessenen Profildaten des Mini-SODARs untersucht und interpretiert.

Die Modellierung eng begrenzter konvektiver Starkniederschlagsgebiete mit mesoskaligen numerischen Wettervorhersagemodellen ist durch die enorme Bandbreite der möglichen Zellverteilungen stets auf eine bestimmte Problemstellung beschränkt. Zahlreiche Autoren haben sich der Untersuchung superzellulärer Strukturen mithilfe idealisierter Strömungssimulationen gewidmet, um deren Entwicklung in unterschiedlichen atmosphärischen Umgebungen zu beschreiben (Atkins et al., 1999, Bluestein & Weisman, 2000, unter anderen). Im vorliegenden Artikel wird die Sensitivität der simulierten Niederschlagsintensität in Bezug auf verfügbare Labilitätsenergie, Umgebungswindverhältnisse sowie Einfluss orografischer Erhebungen näher betrachtet. Das dazu verwendete LMK mit 2:8km Gitterweite wurde ohne eine parametrisierte Behandlung der konvektiven Prozesse betrieben. Die Modellergebnisse der Simulationen mit idealisierten Eingangsbedingungen werden mit denen einer Fallstudie eines konvektiven Starkniederschlagsereignisses am 16.06.2006 in Sachsen bewertet. / Due to the huge variety of possible cell distributions, the simulation of small-scale heavy convective precipitation events using mesoscale numerical weather prediction models is limited to a certain issue of investigation. Numerous authors addressed the examination of supercellular structures by idealized ow simulations to describe their behaviour under various atmospheric conditions (Atkins et al., 1999, Bluestein & Weisman, 2000, among others). The presented paper studies the sensitivity of simulated precipitation intensity in response to the available amount of instability, environmental wind speed and -shear as well as orographic in uences. For this purpose, the LMK model with 2:8km grid spacing has been applied without a parameterized treatment of convective processes. The model results of the simulations involving idealized initial conditions are reviewed related to a case study of a severe storm event in Saxony on June, 16th 2006.

The change of ionospheric absolute reflection heights h of low-frequency (LF) radio waves at oblique incidence in the course of the day is measured at Collm Observatory (51.3°N, 13.0°E) using 1.8 kHz sideband phase comparisons between the sky-wave and the ground wave of a commercial 177 kHz transmitter (Zehlendorf, reflection point 52.1°N, 13.2°E). Plasma scale height estimates H are calculated from the decrease/increase of h in the morning/evening. The day-to-day variations of H are compared with those of daily mean temperatures at 90 km, measured with a VHF meteor radar (36.2 MHz) at Collm utilising the amplitude decay of meteor reflections. A good qualitative correspondence is found between the two data sets. Since mesospheric long-period temperature variations are generally accepted to be the signature of atmospheric planetary waves, this shows that LF reflection height measurements can be used for monitoring the dynamics of the upper middle atmosphere.

Ein neues Schema für die Parametrisierung der Schwerewellen und ihres Einflusses auf die mittlere Atmosphäre ist für COMMA-LIM (COlogne Model of the Middle Atmosphere - Leipzig Institute for Meteorology) übernommen worden. Während das bisher in COMMA-LIM genutzte aktualisierte Lindzen-Schema (Lindzen, 1981) die Ausbreitung und das Brechen einzelner Wellen berechnet, geht das Warner und McIntyre-Schema von einem Spektrum der Schwerewellen aus. Beide Schemata gehen von Schwerewellen im mittleren Frequenzbereich zwischen Brunt-Väisäla Frequenz und Rotationsrate der Erde aus (N >> ω >> f). Erste Ergebnisse werden vorgestellt. / A new scheme for the parametrizing of the gravity waves and their impact on the mean circulation of the middle atmosphere has been adapted to COMMA-LIM (COlogne Model of the Middle Atmosphere - Leipzig Institute for Meteorology). The current version based on the Lindzen-scheme (Lindzen, 1981) calculates the propagation and breaking of 48 single waves while the new Warner and McIntyre - scheme uses a spectral approach of gravity waves. Both schemes are based on the medium frequency approach locating the gravity waves between the Brunt-Väisälä-frequency and the rotation rate of the earth ((N >> ω >> f). First results are presented.

A steady-state barotropic model, linearized about a GCM-derived 500 hPa basic state, is driven by a sample of \"observed\" forcing fields. lt tums out that the leading mode (LEOF) obtained from the sample of linear solutions matches weil with the leading EOF of low-frequency atmospheric variability actually occurring in the GCM. The response ofthe linear model is analysed in tenns of the singular modes of the model\'s linear operator. lt is found that about 50 percent ofthe spatial variance of the LEOF can be explained in tenns of the leading two singular modes. This finding is reflected also in the linear barotropic energy balance of the LEOF which shows that the mode is maintained through nearly equal contributions from i) the kinetic energy conversion of basic state kinetic energy (which is primarily due to the action of the singular modes) and ii) the forcing. The linear simulation of the GCM EOF fails if the linear model is linearized about a 300 hPa basic. This is explained by the fact that in this case the structure of the leading singular modes, which have a strong impact on the linear response, is much more dissimilar to the structure of the GCM EOF than in the 500 hPa case. / Ein stationäres barotropes Modell, das bezüglich eines (aus einem GCM Experiment abgeleiteten) 500 hPa Grundzustandes linearisiert ist, wird für einen Satz von "beobachteten" Antriebsfeldern gelöst. Dabei zeigt sich, daß die führende Mode der langperiodischen atmosphärischen Variabilität (EOF) im GCM Experiment durch das lineare Modell sehr gut simuliert wird. Weiterhin stellt sich heraus, daß hierfür die Antriebsfelder und die singulären Moden des linearen Modelloperators die gleiche Bedeutung besitzen. Auf die Wichtigkeit der Anwendung des Modells bezüglich des äquivalentbarotropen Niveaus wird hingewiesen.