Tyngdkraftsvågor bildas i atmosfären som ett resultat av destabiliserande processer, till exempel vid väderfronter, under stormar eller när luftmassor stryker över bergskedjor. De kan ibland ses på himlen som molnband. För väderprognos och klimatmodeller, dock, de är mestadels "osynliga" på grund av sin korta våglängd. Effekterna av gravitationsvågor kan endast beaktas genom att inkludera ytterligare specialkomponenter i modellerna. Forskningsenheten "MS-GWaves" som finansieras av den tyska forskningsstiftelsen och som leds av Goethe-universitetet i Frankfurt har under tiden vidareutvecklat sådana parametreringar och kommer att testa dem under den andra finansieringsperioden.
Även om gravitationsvågor har jämförelsevis korta våglängder på mellan bara några hundra meter och flera hundra kilometer, ibland påverkar de transporten av vattenånga samt storskaliga vindar och temperaturfördelningar i stor utsträckning. Denna effekt är starkast i de övre lagren av atmosfären. Dessa, i tur och ordning, har en så stark effekt även på de lägre skikten att en realistisk modellering av väder och klimat i atmosfären är omöjlig utan att ta vederbörlig hänsyn till gravitationsvågor. Tyngdkraftsvågor spelar också en betydande roll för flygtrafiken för att förutsäga turbulens och är en viktig faktor vid extrema väderförhållanden, som kraftigt regn eller stormar.
Under den första finansieringsperioden de tio forskningsinstituten som deltar i projektet dokumenterade i detalj bildandet av gravitationsvågor i en av de största mätkampanjer som någonsin genomförts, använder radar, högpresterande lasrar, raketer och forskningsplan samt genom laboratorietester. De förfinade också hypotesen om bildandet och spridningen av gravitationsvågor i en sådan utsträckning att deras utveckling nu kan reproduceras mycket mer tillförlitligt även i högupplösta numeriska modeller.
I ett ytterligare steg, forskningsenheten som leds av professor Ulrich Achatz vid institutionen för atmosfärs- och miljövetenskap vid Goethe-universitetet i Frankfurt har använt dessa resultat för att förbättra parametriseringarna, som tjänar till att beskriva inverkan av gravitationsvågor, i väder- och klimatmodeller med typiskt grövre upplösning. De har förfinat väder- och klimatmodellen ICON som används av Tysklands National Meteorological Service (DWD) och Max Planck Institute for Meteorology. Den nya modellen, UA-IKON, tillåter mer exakta förutsägelser för den övre atmosfären och kan användas med olika upplösningar, så att gravitationsvågor antingen kan simuleras i den för teständamål eller måste parametriseras i driftläge. De avancerade parametreringarna integreras nu i denna modell och testas under den andra finansieringsperioden.
Projektet kommer också att fokusera på effekter på väderprognoser och klimatmodellering. En viktig aspekt i detta sammanhang är en bättre beskrivning av samspelet mellan gravitationsvågor och ismoln (cirrus), genomförs i samarbete med University of Mainz. Det kan mycket väl vara så att detta spelar en viktig roll för klimatet.
