Deutscher Beitrag zu „Chequamegon Heterogeneous Ecosystem Energy-balance Study Enabled by a High-density Extensive Array of Detectors (CHEESEHEAD)“

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Mauder; Dr. Hannes Vogelmann
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406980118

Ziel des beantragten Projektes ist die Untersuchung des Einflusses von Oberflächenheterogenität auf die räumliche und zeitliche Variabilität und Dynamik der atmosphärischen Grenzschicht. Dieses Vorhaben ist als Kooperation mit US-amerkanischen Partnern geplant, die parallel einen NSF-Antrag einreichen. Der deutsche Beitrag besteht in der Durchführung von numerischen Simulationen (Large-Eddy Simulation) der turbulenten Transportprozesse, um die Ursache der scheinbaren Nichtschließung der Energiebilanz zu untersuchen. Dadurch soll analysiert werden, wie sich das Energiebilanz-Residuum zwischen fühlbarem und latenten Wärmestrom aufteilt, und es soll eine Parametrisierung zur Bestimmung der meso-skaligen Flussbeiträge in der Größenordnung vom 1 km entwickelt werden. Für den Erfolg dieses Vorhabens ist es von entscheidender Bedeutung, eine Vielzahl von Messdaten mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung im Untersuchungsgebiet zur Verfügung zu haben. Im Zentrum der Messung steht ein 420 m hoher meteorologischer Turm, um den herum 20 Eddy-Kovarianz Stationen betrieben werden, ergänzt um Flugzeugmessungen und passive und aktive Fernerkundungssysteme. Der hier beantragte deutsche Beitrag zu den Messungen besteht in dem Einsatz von zwei scannenden Wind-LiDAR-Systemen und einem neuentwickelten scannenden LiDAR-System zur Messung der Temperatur- und Feuchteverteilung. Letzteres besteht aus einer Kombination von Rotations-Raman-LiDAR (Temperatur) und differenziellem Absorptions LiDAR (DIAL, absolute Luftfeuchte). Nur ein kontinuierlicher Betrieb dieses Gerätes liefert die für das Gesamtprojekt geforderte zeitliche und räumliche Auflösung. Insbesondere die Messung von Wasserdampf mit der DIAL-Technik auf einer mobilen Plattform ist hoch-innovativ. Ziel ist daher auch die Etablierung dieser Technologie im Bereich der Grenzschichtmeteorologie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Ankur Desai