Ondas gravitacionais se formam na atmosfera como resultado de processos desestabilizadores, por exemplo, em frentes meteorológicas, durante tempestades ou quando massas de ar percorrem cadeias de montanhas. Eles podem ocasionalmente ser vistos no céu como faixas de nuvens. Para previsão do tempo e modelos climáticos, Contudo, eles são principalmente "invisíveis" devido ao seu comprimento de onda curto. Os efeitos das ondas gravitacionais só podem ser levados em consideração incluindo componentes especiais adicionais nos modelos. A unidade de pesquisa "MS-GWaves", financiada pela Fundação Alemã de Pesquisa e liderada pela Goethe University Frankfurt, entretanto, desenvolveu ainda mais essas parametrizações e as testará no segundo período de financiamento.
Embora as ondas gravitacionais tenham comprimentos de onda comparativamente curtos, entre apenas algumas centenas de metros e várias centenas de quilômetros, às vezes eles influenciam o transporte de vapor de água, bem como os ventos em grande escala e as distribuições de temperatura em um grau considerável. Este efeito é mais forte nas camadas superiores da atmosfera. Esses, por sua vez, têm um efeito tão forte nas camadas inferiores também que uma modelagem realista do tempo e do clima na atmosfera é impossível sem dar a devida consideração às ondas gravitacionais. As ondas gravitacionais também desempenham um papel significativo para o tráfego aéreo na previsão de turbulência e são um fator importante em extremos climáticos, como chuva forte ou tempestades.
No primeiro período de financiamento, os dez institutos de pesquisa participantes do projeto documentaram em detalhes a formação de ondas gravitacionais em uma das maiores campanhas de medição já realizadas, usando radar, lasers de alto desempenho, foguetes e aviões de pesquisa, bem como por meio de testes de laboratório. Eles também refinaram a hipótese sobre a formação e dispersão das ondas gravitacionais a tal ponto que seu desenvolvimento agora pode ser reproduzido de forma muito mais confiável em modelos numéricos de alta resolução também.
Em uma etapa posterior, a unidade de pesquisa liderada pelo Professor Ulrich Achatz do Departamento de Ciências Atmosféricas e Ambientais da Goethe University Frankfurt usou esses resultados para melhorar as parametrizações, que servem para descrever a influência das ondas gravitacionais, em modelos de tempo e clima com resolução normalmente mais grosseira. Eles refinaram o tempo e o modelo climático ICON usado pelo Serviço Meteorológico Nacional da Alemanha (DWD) e pelo Instituto Max Planck de Meteorologia. O novo modelo, UA-ICON, permite previsões mais precisas para a alta atmosfera e pode ser operado com diferentes resoluções, de modo que as ondas de gravidade podem ser simuladas nele para fins de teste ou devem ser parametrizadas no modo operacional. As parametrizações avançadas agora estão sendo integradas neste modelo e testadas no segundo período de financiamento.
O projeto também se concentrará nos impactos na previsão do tempo e na modelagem do clima. Um aspecto importante neste contexto é uma melhor descrição da interação entre ondas gravitacionais e nuvens de gelo (cirrus), realizado em cooperação com a Universidade de Mainz. Pode ser que isso tenha um papel importante para o clima.
