Konvection in tropischer Zyklonen und tropische Zyklogenese

• Antragsteller: Dr. Gerard Kilroy, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409635636

Das vorgeschlagene Projekt strebt ein verbessertes Verständnis der Entstehungsprozesse tropischer Zyklone an. Dass hochreichende Konvektionssysteme (Gewitter) eine wichtige Rolle dabei spielen, ist zwar bekannt, aber die genauen Zusammenhänge wie diese Systeme sich organisieren und eine ursprünglich schwaches tropisches Tief verstärken sind nicht völlig verstanden. Die Rolle, die dabei die mittel-hochreichenden (Cumulus congestus) Wolken spielen, ist ebenso unklar wie die der Eiswolken in der oberen Troposphäre, selbst ein Nebenprodukt der hochreichenden Konvektion. Wir wissen, dass hochreichende und mittel-hochreichende Wolken zur Verstärkung der Rotation des ursprünglich schwachen Tiefs beitragen. Wir wissen aber nicht wie groß dieser Rotation genau zum Entstehungsprozess tropischer Zyklone ist.Wir schlagen vor, diese Wissenslücken mit Hilfe tief gehender Analysen idealisierter numerischer Modelle tropischer Zyklogenese anzugehen. Dabei werden die Struktur und Entwicklung hochreichender konvektiver Wolken untersucht, die sich in verschiedenen Bereichen der entstehenden Zyklone befinden, sowie die Fähigkeit solcher konvektiver Wolken Zufluss in der unteren Troposphäre auszulösen. Letzteres ist eine bekannte Voraussetzung für die Intensivierung der Rotation der Zyklone. Die Rolle der Eiswolken wird durch die Gegenüberstellung von Simulationen mit und ohne Berücksichtigung von Eisprozessen untersucht werden.Ebenfalls untersucht werden die Statistik hochreichende und mittel-hochreichender konvektiver Wolken während der Entstehung simulierter Zyklone. Insbesondere ist das Verhältnis der Masse des gehobenen Luftvolumens zu den thermodynamischen Eigenschaften der aufsteigenden Luft von Interesse, und zwar an der Stelle bei typischerweise ca. 1 km Höhe, wo die Luft die durch Oberflächenreibung beeinflusste Grenzschicht verlässt. Unsere eigenen neuesten Arbeiten haben gezeigt, dass die Intensivierung der Zyklone von der Fähigkeit der hochreichenden Konvektion abhängt, den Massenzufluss in der Grenzschicht in das Zentrum der Zyklone hinein auf diesem Weg wieder abzutransportieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Roger K. Smith, Ph.D.