Hochaufgelöste Radaranalyse von Niederschlagsextremen in Ecuador und Nord-Peru und Implikationen der ENSO-Zirkulation

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Rütger Rollenbeck
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398620920

Ziel der Untersuchungen ist die Beobachtung und Analyse regionaler Niederschlagsextreme und der damit verbundenen atmosphärischen Zirkulationsdynamik in der komplexen Übergangszone von der ecuadorianischen und nordperuanischen Küstenregion über die Anden bis zur östlichen Fußzone des Gebirges. Mithilfe der Wetterradar-systeme von RadarNetSur (www. Radarnetsur.gob.ec) und einer Zeitreihe von 2014 bis 2020 können relevante Raum-Zeit-Muster des Niederschlags wie persistente, transiente und episodische Zyklen identifiziert und erklärt werden. Im Tagesgang treten kleinräumig lokale Zirkulationssysteme, wie die Berg-Talwind-Zirkulation, das Land-See-Windphänomen oder die Konfluenz synoptischer Strömungen und katabatischer Winde auf. Diese charakteristischen Muster der Niederschlagsgenese sind mit Stationsmessungen nicht registrierbar, werden mittels Analyse der Radarbilder aber detailliert und in ihrer Verbreitung im Untersuchungsraum erfasst. Damit kann die hohe Heterogenität der Niederschlagsverteilung sowie das auftreten von Extremen im Tagesgang in Abhängigkeit von der Topographie erklärt werden. In Abhängigkeit von der synoptischen Windsituation treten die tageszeitlichen Muster der Niederschlagsextreme außerdem immer wieder an wechselnden Orten auf; Auch diese übergeordnete Steuerung lässt sich flächendecken nur mit Radar-Daten beobachten. Ziel ist es dabei aus den Bildern typische Raum-Zeitmuster abzuleiten und ihre Häufigkeit in Abhängigkeit der großräumigeren Wettersituation zu erklären. Als Ergebnis dieser Analysen können detaillierte Karten des Tages- und Jahresgangs der Niederschläge generiert und Gebiete mit hoher Gefährdung durch Extremereignisse ausgewiesen werden. In der durch Absinkinversion geprägten ariden Küstenebene wird die episodische Entstehung von hochreichender Konvektion analysiert. Konvektionszellen mit extremen Niederschlägen verlagern sich dabei ostwärts und verursachen lokal Überschwemmungen, insbesondere im Südteil der Region. Die Genese dieser Ereignisse und typische Zugbahnen können in den Radarbildern anhand des Verlaufs der Niederschlagsintensität sowie aus abgeleiteten Windfeldern und dabei entstehender dynamischer Konvergenzen ermittelt werden. Die Verlagerung solcher dynamischer Konvergenzen ermöglicht die Einordnung der Genese in den synoptischen und räumlichen Kontext und zeigt Gebiete mit hohem Potential für Extremereignisse. Dabei werden regionale Unterschiede des gesamten Untersuchungsraumes in Abhängigkeit von Topographie und genereller Exposition ausgewiesen. Die regionale Unterscheidung ist auch im Hinblick auf die langfristigere Steuerung des Auftretens von Extremniederschlägen relevant. Für jede Teilregion wird der Einfluss küstennaher (El-Niño-Region 1+2) und zentralpazifischer (EN-region 3+4) Temperaturanomalien ermittelt, insbesondere die Modifikation von Extremereignissen im Zusammenhang mit der beschriebenen topographischen und synoptischen Steuerung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen