Turbulent Structure Parameters over Heterogeneous Terrain - Implications for the Interpretation of Scintillometer Data

• Antragsteller: Dr. Frank Beyrich; Professor Dr. Siegfried Raasch
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 100664395

Der turbulente Austausch von Wärme und Wasserdampf zwischen Landoberfläche und Atmosphäre ist von wesentlicher Bedeutung für den Energie- und Wasserkreislauf auf der lokalen, regionalen und globa-len Skala. Scintillometrie ist gegenwärtig das einzig verfügbare Messverfahren zur quasi-operationellen Bestimmung flächengemittelter turbulenter Flüsse auf einer Skala von einigen Kilometern, wie sie für die Validierung der mit regionalen Wettervorhersage- und Klimamodellen simulierten oder aus Satellitenda-ten abgeleiteten Flüsse benötigt werden. Das Messprinzip basiert auf der Analyse von Intensitätsfluktua-tionen elektromagnetischer Strahlung nach deren Ausbreitung in der turbulenten Atmosphäre über Dis-tanzen von bis zu einigen Kilometern.Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes sollen offene grundlegende Fragen im Zusammenhang mit der Nutzung von Scintillometer-Messungen untersucht werden. Einen Schwerpunkt bildet die räumliche Variabilität der primär abgeleiteten turbulenten Struktur-Parameter über heterogenem Gelände. Das Vorhaben umfasst die Nutzung von Feldmessungen (Eddy-Kovarianz Verfahren, Scintillometer und un-bemanntes Flugzeug) sowie numerische Modellrechnungen mit einem Grobstruktur-Simulations- (LES) Modell. Es ist der weltweit erste Versuch einer unabhängigen Messung der statistischen Eigenschaften des turbulenten Temperatur- und Feuchtefeldes entlang eines Scintillometer-Pfades mit Flugzeug getra-genen Sensoren und der parallelen Simulation der räumlichen Verteilung von Strukturparametern mittels LES und liefert damit die Möglichkeit einer unabhängigen Bewertung des Scintillometer-Prinzips.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen