Gravity waves propagating through the Earth's atmosphere play an important role for the coupling between different atmospheric layers as they actively transport momentum and energy away from their source regions and deposit it when dissipating. The objective of this thesis is to investigate the interactions between gravity wave momentum fluxes and the background wind field in the mesosphere and lower thermosphere region at polar and midlatitudes. Also, the underlying linear theory of gravity waves and the momentum balance are tested. For these purposes data of different radar instruments with different applied analysis methods is used and simultaneous radar and lidar measurements are analyzed. The use of a mechanistic general circulation model allows the test of the applied methods and of the underlying linear gravity wave theory as well as the evaluation of the observational results.
Schwerewellen breiten sich durch die Erdatmosphäre aus und spielen eine bedeutende Rolle bei der Kopplung unterschiedlicher Atmosphärenschichten, da sie aktiv Impuls und Energie aus ihren Quellregionen wegtransportieren und fernab bei ihrer Dissipation ablagern. Das Ziel dieser Dissertation ist die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Schwerewellenimpulsflüssen und dem Hintergrundwindfeld in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre in polaren und mittleren geographischen Breiten. Zudem werden die zugrunde liegende lineare Schwerewellentheorie und das Impulsgleichgewicht überprüft. Für diese Zwecke werden Messdaten verschiedener Radargeräte unter Anwendung unterschiedlicher Analyseverfahren verwendet sowie simultane Radar- und Lidarmessungen ausgewertet. Die Nutzung eines mechanistischen globalen Zirkulationsmodells ermöglicht die Überprüfung der angewandten Methoden und der zugrunde liegenden linearen Schwerewellentheorie sowie die Validierung der Messergebnisse.