Les ondes de gravité se forment dans l'atmosphère à la suite de processus déstabilisants, par exemple sur les fronts météorologiques, pendant les tempêtes ou lorsque des masses d'air frappent les chaînes de montagnes. Ils peuvent parfois être vus dans le ciel sous forme de bandes de nuages. Pour les prévisions météorologiques et les modèles climatiques, cependant, ils sont pour la plupart "invisibles" en raison de leur courte longueur d'onde. Les effets des ondes de gravité ne peuvent être pris en considération qu'en incluant des composants spéciaux supplémentaires dans les modèles. L'unité de recherche "MS-GWaves" financée par la Fondation allemande pour la recherche et dirigée par l'Université Goethe de Francfort a entre-temps développé de telles paramétrisations et les testera au cours de la deuxième période de financement.
Bien que les ondes de gravité aient des longueurs d'onde relativement courtes comprises entre quelques centaines de mètres et plusieurs centaines de kilomètres, parfois, ils influencent considérablement le transport de la vapeur d'eau ainsi que les vents à grande échelle et les distributions de température. Cet effet est le plus fort dans les couches supérieures de l'atmosphère. Ces, à son tour, ont également un effet si fort sur les couches inférieures qu'une modélisation réaliste du temps et du climat dans l'atmosphère est impossible sans tenir dûment compte des ondes de gravité. Les ondes de gravité jouent également un rôle important pour le trafic aérien dans la prévision des turbulences et sont un facteur important dans les conditions météorologiques extrêmes, comme de fortes pluies ou des orages.
Au cours de la première période de financement, les dix instituts de recherche participant au projet ont documenté en détail la formation des ondes de gravité dans l'une des plus grandes campagnes de mesure jamais entreprises, à l'aide de radars, lasers hautes performances, fusées et avions de recherche ainsi que par des tests de laboratoire. Ils ont également affiné l'hypothèse sur la formation et la dispersion des ondes de gravité à un point tel que leur développement peut désormais être reproduit de manière beaucoup plus fiable dans les modèles numériques à haute résolution également.
Dans une étape supplémentaire, l'unité de recherche dirigée par le professeur Ulrich Achatz du Département des sciences de l'atmosphère et de l'environnement de l'Université Goethe de Francfort a utilisé ces résultats pour améliorer les paramétrisations, qui servent à décrire l'influence des ondes de gravité, dans les modèles météorologiques et climatiques avec une résolution généralement plus grossière. Ils ont affiné le modèle météorologique et climatique ICON utilisé par le Service météorologique national allemand (DWD) et l'Institut Max Planck de météorologie. Le nouveau modèle, UA-ICNE, permet des prédictions plus précises pour la haute atmosphère et peut fonctionner avec différentes résolutions, de sorte que les ondes de gravité peuvent y être simulées à des fins de test ou doivent être paramétrées en mode opérationnel. Les paramétrages avancés sont maintenant intégrés dans ce modèle et testés dans la deuxième période de financement.
Le projet se concentrera également sur les impacts sur les prévisions météorologiques et la modélisation climatique. Un aspect important dans ce contexte est une meilleure description de l'interaction entre les ondes de gravité et les nuages de glace (cirrus), réalisé en coopération avec l'Université de Mayence. Il se pourrait bien que cela joue un rôle important pour le climat.
