Neuartige hochauflösende Messungen zur Unterstützung der Fernerkundung von Schneefall durch eine dreidimensionale Abbildung und die Bestimmung der Masse von Hydrometeoren im freien Fall

• Antragsteller: Dr. Mathias Gergely
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254901881

Um die Wechselwirkungen zwischen Wolken und Niederschlag zu verstehen, für Wettervorhersagen und für die Klimaforschung, ist es wesentlich, dass Schneefall möglichst genau anhand von Fernerkundungsdaten quantifiziert werden kann. Die Entwicklung von zuverlässigen Auswertungsalgorithmen ist jedoch immer noch stark eingeschränkt, da detaillierte Messdaten fehlen, die die natürliche Variabilität der Masse und dreidimensionalen (3D) Form von Schneeflocken beschreiben. Die Hauptziele des vorgeschlagenen Projekts sind, (i) diese Daten mit neuen hochauflösenden Messmethoden zu gewinnen und (ii) anhand der Messdaten die Streueigenschaften von realistischen Schneeflocken zu berechnen und in Nachschlagetabellen zusammenzufassen.Dafür werden wir die notwendigen Daten an einer Messstation in den Bergen von Utah mit einer neuentwickelten Heizplatte und mit einer seit kurzem verfügbaren Kamera, die gleichzeitig Aufnahmen aus mehreren Blickwinkeln ermöglicht, sammeln. Wir erwarten, dass jedes Messgerät in der Größenordnung von einer Million Schneeflocken pro Wintersaison mit einer bisher nicht möglichen Genauigkeit erfassen wird. Die Streueigenschaften der Schneeflocken werden dann anhand der Messdaten modelliert und verglichen mit (i) vorhandenen Berechnungen der Streueigenschaften im Mikrowellenbereich für einfache idealisierte Schneeflockenformen, die bisher als Annäherung für echte Schneeflocken und zur Quantifizierung von Schneefall aus Fernerkundungsdaten verwendet wurden, und mit (ii) Radarmessungen im Schneefall. Basierend auf den Berechnungen und der experimentellen Validierung werden wir neue Nachschlagetabellen zusammenstellen, die quantifizieren sollen, inwieweit die natürliche Variabilität der Masse und 3D Form von Schneeflocken die Fernerkundungsdaten von Wolken und Niederschlag beeinflusst.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Timothy Garrett; Professor Gerald Mace