Entwicklung von Fernerkundungsmethoden zur Untersuchung der Vertikalstrukturen turbulenter Flüsse in der unteren Atmosphäre

• Antragsteller: Dr. Hans Steinhagen (†)
• Fachliche Zuordnung: Atmosphären-, Meeres- und Klimaforschung
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5172190

Turbulente Impuls- und Wärmeflüsse zur Beschreibung thermodynamischer Transportvorgänge in der atmosphärischen Grenzschicht werden als Eingangs- und Validierungsdaten für mesoskalige numerische Wettervorhersage- und Ausbreitungsmodelle benötigt. Diese turbulenten Flüsse können in der erdbodennahen Schicht direkt mit Ultraschall-Anemometern nur bis zur Höhe von meteorologischen Geräteträgern (Masten) gemessen werden. Für größere Höhen lassen sich entsprechende Daten nur durch sehr aufwendige Flugzeugmessungen bereitstellen. Deshalb ist die Entwicklung von operationell einsetzbaren Verfahren zur Bestimmung von turbulenten Flüssen mit Hilfe von Fernerkundungssystemen notwendig. Vorliegende Lösungsansätze (z.B. Eddy-KorrelationsMethode, Varianzenanalyse) liefern nur unter bestimmten meteorologischen Bedingungen (z.B. Konvektion) befriedigende Ergebnisse. Es soll deshalb auf der Grundlage der Transilienten Turbulenztheorie nach Stull eine neuartige zuverlässige und operationell einsetzbare Methode zur Bestimmung turbulenter Flüsse aus Sodar-/RASS-Messungen entwickelt werden, die lediglich eine Messung der mittleren Profile von Wind und Temperatur erfordert. Die Leistungsfähigkeit dieser Methode soll auf der Grundlage von Vergleichen mit direkten Messungen sowie anderen Lösungsansätzen bestimmt werden. Das Projekt wird in enger Kooperation mit dem Obukhov-Institute für Atmosphärenphysik in Moskau bearbeitet, das alternative Methoden zur Bestimmung von Vertikalprofilen turbulenter Flüsse entwickelt, so daß ein Vergleich der Leistungsfähigkeit verschiedener Methoden zur Flußbestimmung aus Sodar-/RASS-Messungen erreicht wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Personen: Dr. Frank Beyrich; Dr. Dirk Engelbart; Professor Dr. Kallistratova; I. Petenko