Starkwinde durch trockene Intrusionen und Wolkenköpfe in maritimer Umgebung

• Antragsteller: Dr. Julian Quinting
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545764561

DICHOTOMI verfolgt das übergeordnete Ziel, das Verständnis für die Bildung schadensträchtiger Windböen in außertropischen Tiefdruckgebieten zu verbessern. Mehrere Faktoren können die Bildung von Windböen beeinflussen, wie zum Beispiel die atmosphärische Stabilität, die Windscherung, Verdunstungskühlung durch Niederschlag oder die Wechselwirkung mit der Landoberfläche. Obwohl die Bedeutung all dieser Faktoren bekannt ist, muss ihre relative Rolle beim vertikalen Impulstransport noch geklärt werden. DICHOTOMI ist angegliedert an die internationale "North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign (NAWDIC)", die im Winter 2025/2026 stattfinden wird. Das Ziel der Kampagne ist, die dynamischen und physikalischen Prozesse bei der Auslösung von starken Windböen, starkem Niederschlag und Kaltluftausbrüchen in der Nordatlantik-Europa-Region besser zu verstehen und ihre Darstellung in Wettervorhersagemodellen zu verbessern. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, wird die NAWDIC-Gemeinschaft flugzeug- und bodengestützte Messsysteme einsetzen. DICHOTOMI umfasst den Einsatz von zwei Flugzeugen und zwei bodengestützten Beobachtungssystemen. Das französische ATR42-Flugzeug und das deutsche Cessna F406-Forschungsflugzeug werden von Irland und Frankreich aus eingesetzt und sind mit modernsten Fernerkundungs- und In-situ-Instrumenten ausgestattet. Die beiden bodengestützten Beobachtungsplattformen werden entlang der französischen und irischen Küsten eingesetzt und bestehen aus Netzwerken von Wind-Lidargeräten, Wasserdampf-Lidargeräten und Wolkenradargeräten. Zwischen den beiden Flugzeugen und den bodengestützten Messsystemen bestehen wichtige Synergien, um ein einzigartiges Set von komplementären Messungen feinskaliger Windstrukturen, Wolken und Oberflächeneigenschaften zu erhalten. Es werden verschiedene numerische Wettervorhersagemodelle für ausgewählte Fallstudien in verschiedenen Konfigurationen eingesetzt, einschließlich konvektionsparametrisierender Modelle (CPM, horizontale Gitterweite ~10 km), konvektionsauflösender Modelle (SRM, horizontale Gitterweite ~1 km) und Large-Eddy-Simulationen (LES, horizontale Gitterweite ~100 m). Parametrisierungen von Wolkenmikrophysik, flacher Konvektion und Turbulenz werden in CPM- und SRM-Simulationen getestet, indem sie mit Beobachtungen verglichen werden. LES-Simulationen lösen flache Konvektion und die energiereichsten turbulenten Wirbel auf und dienen als Referenz für SRM, bei dem diese Prozesse parametrisiert sind. Die Realität simulierter Wolkenstraßen im LES-Setup wird durch den Vergleich mit feinskaligen beobachteten Windstrukturen bewertet. Neben der Verbesserung unseres Wissens über die zugrunde liegenden Prozesse, die für die Bildung von Starkwinden verantwortlich sind, wird das Projekt Anhaltspunkte für die Entwicklung künftiger Parametrisierungen von Wolkenmikrophysik, flacher Konvektion und Ozean-Atmosphärenaustausch bieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Mitverantwortliche: Dr. Philipp Gasch; Dr. Annika Oertel
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Julien Delanoe; Dr. Florian Pantillon; Celine Planche; Didier Ricard, Ph.D.; Gwendal Riviere