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We analyse 43 years of mesosphere/lower thermosphere (MLT) horizontal winds obtained from a joint analysis of low frequency (LF) spaced receiver lower ionospheric drift measurements from 1979 through 2006 and very high frequency (VHF) meteor radar wind observations since 2004 at Collm (51°N, 13°E). Due to limitations of the earlier LF measurements, we restrict ourselves to the analysis of monthly mean winds near 90 km, which represents the height of maximum meteor activity as well as LF reflections in the MLT. In the 1980s and 1990s, we observe mainly positive trends of the zonal prevailing wind throughout the year, while the meridional winds tend to decrease in magnitude in both summer and winter. We also analyse interannual variability, in particular with respect to a possible signature of NAO and ENSO. These signals, however, are relatively weak and not stable throughout the time of observations., Wir analysieren 43 Jahre Messungen horizontaler Winde in der Mesosphäre/unteren Thermosphäre (MLT) über Collm (51°N, 13°E), die aus einer gemeinsamen Analyse von Langwellen (LF) -Driftmessungen in der unteren Ionosphäre von 1979 bis 2006 und VHF-Meteorradar-Windbeobachtungen seit 2004 gewonnen wurden. Aufgrund der Einschränkungen der früheren LF-Messungen beschränken wir uns auf die Analyse der mittleren monatlichen Windgeschwindigkeiten bei 90 km, welches die Höhe maximaler Meteorraten sowie die mittleren nächtlichen LF-Reflexionshöhen in der MLT darstellt. In den 1980er und 1990er Jahren beobachten wir das ganze Jahr über hauptsächlich positive Trends des zonalen mittleren Windes, während die Stärke des meridionalen Windes sowohl im Sommer als auch im Winter tendenziell abnimmt. Wir analysieren auch die Variabilität von Jahr zu Jahr, insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Signatur von NAO und ENSO. Diese Signale sind jedoch relativ schwach und nicht über die gesamte Beobachtungszeit stabil nachweisbar.

The ionospheric peak electron density NmF2, simulated with the Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere electrodynamics (CTIPe) model was used to study the ionospheric response to solar flux in years of low (2008) and high (2013) solar activity. The CTIPe NmF2 was compared to the Whole Atmosphere Community Climate Model with Thermosphere and Ionosphere Extension (WACCM-X) and the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC) NmF2 in March and July of 2008 and 2013. The comparison shows that the CTIPe NmF2 is lower than the COSMIC andWACCM-X NmF2. Both models successfully reproduce the semi-annual variations seen in the COSMIC observations. Analysis of the 27-day variations of the CTIPe NmF2 shows that the midnight NmF2 deviations are stronger than the midday deviations. In addition, at low solar activity, the 27-day variations of NmF2 are larger in the Southern Hemisphere, while at high solar activity, the 27-day variations of NmF2 are larger at the equator and in the Northern Hemisphere. An ionospheric delay was estimated with CTIPe simulated NmF2 at the 27-day solar rotation period during low and high solar activity. During low (high) solar activity, an ionospheric delay of about 12 (34) hours is predicted indicating an increasing ionospheric delay with solar activity., Die maximale ionosphärische Elektronendichte NmF2, die mit dem Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere electrodynamics (CTIPe) Modell simuliert wurde, wurde zur Untersuchung der ionosphärischen Reaktion in Jahren mit geringer (2008) und hoher (2013) Sonnenaktivität verwendet. CTIPe vorhergesagte NmF2 wurde mit derjenigen des Whole Atmosphere Community Climate Model with Thermosphere and Ionosphere Extension (WACCM-X) und Messwerten des Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC) im März und Juli der Jahre 2008 und 2013 verglichen. Der Vergleich zeigt, dass NmF2 aus CTIPe geringer ist als das COSMIC gemessene und von WACCM-X simulierte. Beide Modelle reproduzieren erfolgreich die von COSMIC beobachteten halbjährlichen Schwankungen. Die Analyse der 27-tägigen Schwankungen des CTIPe NmF2 zeigt, dass die mitternächtlichen NMF2-Abweichungen stärker sind als diejenigen am Mittag. Außerdem sind bei geringer Sonnenaktivität die 27-Tage-Abweichungen von NmF2 in der Südhemisphäre größer, während bei hoher Sonnenaktivität die 27-Tage-Abweichungen von NmF2 am Äquator und in der Nordhemisphäre größer sind. Die ionosphärische Verzögerung während geringer und hoher Sonnenaktivität wurde für die 27-tägige Sonnenrotation mit CTIPe simuliert. Bei geringer (hoher) Sonnenaktivität wird eine ionosphärische Verzögerung von etwa 12 (34) Stunden beobachtet, was auf eine zunehmende ionosphärische Verzögerung mit zunehmender Sonnenaktivität hinweist.

Numerical experiments with the Middle and Upper Atmosphere Model with modified parameterization settings were carried out to study the response of the mesosphere/lower thermosphere (MLT) wind circulation to the non-orographic gravity waves (GWs) originating from the lower atmosphere. The modification of the phase speed spectrum controls the height of the zonal wind reversal due to strengthening of the westerly winds. The simulation results obtained for various latitudinal distributions of the intensity of non-orographic GWs at the source level show that the zonal circulation is most sensitive to GWs variability at high latitudes. The latitudinal distribution of GW intensity, produced by the global distribution of convective processes and seasonal variations in GW sources, and modified phase speed spectrum made it possible to simulate the major zonal circulation structures observed by MLT wind radar., Numerische Experimente mit dem Middle and Upper Atmosphere Model mit modifizierten Parametriesierungseinstellungen wurden durchgeführt, um die Reaktion der Zirkulation der in der Mesosphäre / unteren Thermosphäre (MLT) auf nicht-orographische Schwerewellen (SW) zu untersuchen, die von der unteren Atmosphäre ausgehen. Die Modifikation des Phasengeschwindikeitsspektrums steuert die Höhe der zonalen Windumkehr aufgrund der Verstärkung der Westwinde. Die Simulationsergebnisse für verschiedene Breitenverteilungen der Intensität nicht-orographischer SW in Quellenhöhe zeigen, dass die zonale Zirkulation am stärksten auf SW-Variabilität in hohen Breiten reagiert. Die Breitenverteilung der SW-Intensität, die durch die globale Verteilung konvektiver Prozesse und saisonaler Variationen der SW-Quellen erzeugt wird, und das modifizierte Phasengeschwindkeitsspektrum ermöglichten es, die wichgsten zonalen Zirkulationsstrukturen zu simulieren, die von einem MLT-Windradar beobachtet wurden.