Systematische Untersuchung der Grenzschichtentwicklung über Stadtgebieten

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schatzmann
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5436105

Parallel zu den Leistungssteigerungen bei den Computern werden zunehmend besser auflösende meteorologische Modelle entwickelt und angewandt. Höchstauflösende Wetterprognosemodelle arbeiten heute mit horizontalen Gitterweiten von wenigen km, also mesokalige Modelle mit nicht-äquidistanten Gittern lösen noch deutlich besser auf. Beide Modelltypen verwenden Rauigkeitsparametrisierungen, die für die bodennahe Schicht durch f-Funktionen modifizierte logarithmische Geschwindigkeitsprofile und konstante turbulente Flüsse voraussetzen. Bei Anwendung der Modelle auf Stadtgebiete sind beide Voraussetzungen nicht erfüllt. Innerhalb und oberhalb der städtischen Hindernisschicht werden deutliche Abweichungen von diesen Geschwindigkeits- und Turbulenzverteilungen registriert. Die negativen Auswirkungen einer unangemessenen Rauigkeitsparametrisierung auf die Modellergebnisse wachsen mit zunehmend feiner werdender Auflösung der Modelle an. Es ist daher dringend erforderlich, für Abhilfe zu sorgen und eine Datenbasis für die Verbesserung der Rauigkeitsparametrisierung zu schaffen. Hierzu wird vorgeschlagen, ein systematisch aufgebautes Versuchsprogramm durchzuführen, in dem die Geschwindigkeits- und Turbulenzfelder innerhalb und oberhalb der städtischen Rauigkeitsschicht unter Variation der maßgebenden Rauigkeitsparameter mit hoher räumlicher Auflösung vermessen werden. Die Versuche sollen unter streng kontrollierten Bedingungen und unter Einsatz modernster Messtechnik in einem Grenzschicht-Windkanal durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen