De senaste decennierna har man börjat förstå att de övre delarna av vår atmosfär, som tidigare inte har representerats i atmosfärs och klimatmodeller, har en tydlig inverkan på väder och klimat. Ett uppenbart exempel på detta är polarvirveln, alltså den stora virvelströmmen kring speciellt vinterpolen, som sträcker sig från hela vägen från toppen av troposfären, via stratosfären, upp till mesosfären, och på så vis kopplar samman atmosfärens olika delar. När polarvirveln störs, kan man få en så kallad plötslig stratosfärsuppvärmning – en brutal tvärnit av hela virveln, som leder till extrem uppvärmning av stratosfären och till att vi på höga breddgrader, tvärtom var man kan tro, kan vänta oss kallare väder de närmaste månaderna. Ett annat exempel är atmosfäriska gravitationsvågor, osynliga vågor i lufthavet som transporterar energi mellan atmosfärens olika delar och bland annat driver den starka luftströmmen från sommar- till vinterpol som mynnar ut i polarvirveln. Enligt de senaste rönen är det just de atmosfäriska gravitationsvågorna som stör till polarvirveln så att den bryts upp och därmed är den bakomliggande orsaken till extremvädret som följer. Men om dessa gravitationsvågor har så stora effekter, varför är det då bara rön? Varför vet man inte bättre hur detta orsakssamband ser ut? Det är helt enkelt eftersom det är så svårt att observera gravitationsvågor, speciellt på ett sätt som ger information om i vilken riktning de transporterar energin och rörelsemängden. Nu har vi dock fått en forkningssatellit – MATS - som ger oss denna information. MATS kan nämligen för första gången ge oss globala 3-dimensionalla observationer av dessa vågor, vilket är nödvändigt om man vill bestämma riktningen på vågorna och hur mycket rörelsemängd som deponeras på olika ställen.I detta projekt kommer jag använda denna 3-dimensionella data för att bestämma riktningen på vågorna och med hjälp av strålgångsmodeller (modeller som räknar ut hur vågorna byter riktning när de går genom atmosfärslager med olika densitet och vindriktningar) bestämma vågornas källor. På det viset kommer jag kunna avgöra om virveln påverkas mest av troposfäriskt väder eller av intern stratosfärisk dynamik. Jag kommer även att studera hur mycket rörelsemängd som vågorna bär och hur detta förändras när polarvirveln bryts samt avgöra vilken sorts vågor (stora så kallade planetära vågor - eller som man på senare tid börja misstänka – de mindre gravitationsvågorna) som är de mest drivande. Allt detta syftar till att förstå samspelet mellan luftvågorna och polarvirveln, och vad som är den utlösande faktorn för att den bryts upp.I dagens väder och klimatmodeller är effekten av gravitationsvågorna beskriven (parameteriserad) genom att man helt sonika flyttar så mycket energi och moment som behövs för att modellen ska producera en realistisk atmosfär. Samspelet mellan polarvirveln och gravitationsvågor finns alltså inte med, vilket gör att modellerna inte kan förutsäga stratosfäriska uppvärmningar och effekterna av dem. Det gör också att modellen blir låst till dagens klimat, och inte kan ge oss information om hur polarvirveln kommer att förändras i ett framtida klimat. Just dessa parameteriseringar har pekats ut som en av de största osäkerheterna i atmosfärs- och klimatmodeller.Målet med detta projekt är därför att skapa bättre kunskap om hur gravitaionsvågorna och polarvirveln samspelar, och därmed minska de osäkerheterna. Detta leder på sikt både till bättre väderprognoser, i och med att de extrema väderförhållandena kopplade till plötsliga stratosfäriska uppvärmningar kan simuleras, och bättre klimatmodeller kapabla att kunna ge oss förståelse för hur polarvirveln kommer reagera på ett förändrat klimat.