Las ondas de gravedad se forman en la atmósfera como resultado de procesos desestabilizadores, por ejemplo en frentes meteorológicos, durante tormentas o cuando masas de aire golpean las cadenas montañosas. Ocasionalmente se pueden ver en el cielo como bandas de nubes. Para el pronóstico del tiempo y los modelos climáticos, sin embargo, en su mayoría son "invisibles" debido a su corta longitud de onda. Los efectos de las ondas de gravedad solo se pueden tener en cuenta si se incluyen componentes especiales adicionales en los modelos. Mientras tanto, la unidad de investigación "MS-GWaves" financiada por la Fundación de Investigación Alemana y dirigida por la Universidad Goethe de Frankfurt ha desarrollado más estas parametrizaciones y las probará en el segundo período de financiación.
Aunque las ondas de gravedad tienen longitudes de onda comparativamente cortas de entre unos pocos cientos de metros y varios cientos de kilómetros, en ocasiones influyen en el transporte de vapor de agua, así como en los vientos a gran escala y en la distribución de la temperatura en un grado considerable. Este efecto es más fuerte en las capas superiores de la atmósfera. Estas, Sucesivamente, tienen un efecto tan fuerte también en las capas inferiores que un modelo realista del tiempo y el clima en la atmósfera es imposible sin tener debidamente en cuenta las ondas de gravedad. Las ondas de gravedad también desempeñan un papel importante para el tráfico aéreo en la predicción de turbulencias y son un factor importante en los fenómenos meteorológicos extremos. como lluvias intensas o tormentas.
En el primer período de financiación, los diez institutos de investigación que participaron en el proyecto documentaron en detalle la formación de ondas gravitatorias en una de las campañas de medición más grandes jamás emprendidas, usando radar, láseres de alto rendimiento, cohetes y aviones de investigación, así como a través de pruebas de laboratorio. También refinaron la hipótesis sobre la formación y dispersión de las ondas gravitacionales hasta tal punto que su desarrollo ahora se puede reproducir de manera mucho más confiable en modelos numéricos de alta resolución.
En un paso más, la unidad de investigación dirigida por el profesor Ulrich Achatz del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Ambientales de la Universidad Goethe de Frankfurt ha utilizado estos hallazgos para mejorar las parametrizaciones, que sirven para describir la influencia de las ondas de gravedad, en modelos meteorológicos y climáticos con una resolución típicamente más gruesa. Han perfeccionado el modelo meteorológico y climático ICON utilizado por el Servicio Meteorológico Nacional de Alemania (DWD) y el Instituto Max Planck de Meteorología. El nuevo modelo, UA-ICON, permite predicciones más precisas para la atmósfera superior y se puede operar con diferentes resoluciones, de modo que las ondas de gravedad puedan simularse en él para fines de prueba o deben parametrizarse en el modo operativo. Las parametrizaciones avanzadas ahora se integran en este modelo y se prueban en el segundo período de financiación.
El proyecto también se centrará en los impactos en la predicción meteorológica y el modelado climático. Un aspecto importante en este contexto es una mejor descripción de la interacción entre las ondas de gravedad y las nubes de hielo (cirros), realizado en cooperación con la Universidad de Mainz. Bien podría ser que esto juegue un papel importante para el clima.
