Le onde gravitazionali si formano nell'atmosfera a seguito di processi destabilizzanti, per esempio ai fronti meteorologici, durante i temporali o quando le masse d'aria investono le catene montuose. Occasionalmente possono essere visti nel cielo come bande di nuvole. Per le previsioni del tempo e i modelli climatici, però, sono per lo più "invisibili" a causa della loro lunghezza d'onda corta. Gli effetti delle onde gravitazionali possono essere presi in considerazione solo includendo componenti speciali aggiuntivi nei modelli. L'unità di ricerca "MS-GWaves", finanziata dalla Fondazione tedesca per la ricerca e guidata dalla Goethe University di Francoforte, ha nel frattempo sviluppato ulteriormente tali parametrizzazioni e le testerà nel secondo periodo di finanziamento.
Sebbene le onde gravitazionali abbiano lunghezze d'onda relativamente corte comprese tra poche centinaia di metri e diverse centinaia di chilometri, a volte influenzano in misura considerevole il trasporto del vapore acqueo, i venti su larga scala e la distribuzione della temperatura. Questo effetto è più forte negli strati superiori dell'atmosfera. Queste, a sua volta, hanno un effetto così forte anche sugli strati inferiori che una modellazione realistica del tempo e del clima nell'atmosfera è impossibile senza tenere in debita considerazione le onde gravitazionali. Anche le onde di gravità svolgono un ruolo significativo per il traffico aereo nella previsione della turbolenza e sono un fattore importante negli estremi meteorologici, come forti piogge o temporali.
Nel primo periodo di finanziamento, i dieci istituti di ricerca partecipanti al progetto hanno documentato in dettaglio la formazione delle onde gravitazionali in una delle più grandi campagne di misura mai realizzate, usando il radar, laser ad alte prestazioni, missili e aerei da ricerca, nonché attraverso test di laboratorio. Hanno anche affinato l'ipotesi sulla formazione e dispersione delle onde gravitazionali a tal punto che il loro sviluppo può ora essere riprodotto in modo molto più affidabile anche in modelli numerici ad alta risoluzione.
In un ulteriore passaggio, l'unità di ricerca guidata dal professor Ulrich Achatz del Dipartimento di Scienze dell'atmosfera e dell'ambiente della Goethe University di Francoforte ha utilizzato questi risultati per migliorare le parametrizzazioni, che servono a descrivere l'influenza delle onde gravitazionali, nei modelli meteorologici e climatici con risoluzione tipicamente più grossolana. Hanno perfezionato il modello meteorologico e climatico ICON utilizzato dal Servizio meteorologico nazionale tedesco (DWD) e dall'Istituto Max Planck per la meteorologia. Il nuovo modello, UA-ICONA, consente previsioni più precise per l'alta atmosfera e può essere utilizzato con diverse risoluzioni, in modo che le onde gravitazionali possano essere simulate in esso a scopo di test o debbano essere parametrizzate nella modalità operativa. Le parametrizzazioni avanzate vengono ora integrate in questo modello e testate nel secondo periodo di finanziamento.
Il progetto si concentrerà anche sugli impatti sulla previsione meteorologica e sulla modellizzazione del clima. Un aspetto importante in questo contesto è una migliore descrizione dell'interazione tra onde gravitazionali e nuvole di ghiaccio (cirri), realizzato in collaborazione con l'Università di Mainz. Potrebbe benissimo essere che questo svolga un ruolo importante per il clima.
